KR20200084239A - Regenerative midnight boiler system comprising a main boiler and sub boilers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 축열식 심야 보일러 시스템에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 주 보일러 및 보조 보일러를 포함하는 축열식 심야 보일러 시스템에 대한 것이다. The present invention relates to a heat storage type late-night boiler system, and more particularly, to a heat storage type late-night boiler system including a main boiler and an auxiliary boiler.
일반적으로 주택 등에서는 난방을 위해 기름 및 가스를 열원으로 하는 보일러가 주로 사용되고 있다. 기름 및 가스 열원은 비용이 비싸고, 연소시 발생하는 오염물질로 인해 대기를 오염시키는 문제점이 있다. 또한, 가스의 경우 누출에 따른 폭발사고 등을 야기하는 문제점도 있다. In general, boilers using oil and gas as heat sources are mainly used for heating in houses. Oil and gas heat sources are expensive and have a problem of polluting the atmosphere due to pollutants generated during combustion. In addition, in the case of gas, there is also a problem causing an explosion accident due to leakage.
이에 따라, 최근에는 전기를 열원으로 사용하는 축열식 전기보일러가 널리 사용되고 있다. 축열식 전기보일러는 전력 사용량이 적은 심야시간의 전력을 사용하여 축열조 내부의 물을 가열하여 난방 및 온수를 제공한다. Accordingly, in recent years, a heat storage type electric boiler using electricity as a heat source has been widely used. The heat storage electric boiler heats the water inside the heat storage tank by using the power of the middle of the night with low power consumption to provide heating and hot water.
축열식 전기보일러는 심야시간의 전력을 사용하므로 유지 비용이 저렴한 장점이 있으나, 실외에 설치된 축열조가 실외 온도에 영향을 많이 받는 단점이 있다. 즉, 실외 온도가 매우 낮은 혹한기의 경우, 축열조 내부 물의 온도가 원하는 온도에 도달하지 못하여 난방 및 온수 제공 성능이 떨어지는 문제점이 있는 것이다. The heat storage type electric boiler has the advantage of low maintenance cost because it uses the power of the middle of the night, but it has the disadvantage that the heat storage tank installed outdoors is affected by the outdoor temperature. That is, in the case of the cold weather when the outdoor temperature is very low, there is a problem in that the temperature of the water inside the heat storage tank does not reach a desired temperature, thereby deteriorating the performance of providing heating and hot water.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 보조 보일러를 효율적으로 제어하여 혹한기에도 축열조 내부 물의 온도를 원하는 온도에 도달시킬 수 있는 축열식 심야 보일러 시스템을 제공하고자 한다. The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a heat storage type late-night boiler system capable of efficiently controlling the auxiliary boiler to reach the desired temperature of the water inside the heat storage tank even in cold weather.
본 발명의 일 측면에 따르면, 주 보일러 및 보조 보일러를 포함하는 축열식 심야 보일러 시스템에서 보조 보일러의 가동을 제어하는 방법에 있어서, 미리 설정된 가동종료시간까지의 주 보일러의 공급가능열량정보를 생성하는 단계; 상기 실외온도정보를 이용하여 상기 가동종료시간까지의 제1 난방부하정보를 생성하는 단계; 현재축열조온도정보, 상기 공급가능열량정보 및 상기 제1 난방부하정보를 이용하여 상기 가동종료시간의 축열조의 예상온도정보를 생성하는 단계; 및 상기 예상온도정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계;를 포함하는 보조 보일러의 가동 제어 방법이 개시된다 According to an aspect of the present invention, in the method of controlling the operation of the auxiliary boiler in the heat storage type late-night boiler system including the main boiler and the auxiliary boiler, generating the available heat quantity information of the main boiler up to a preset operation end time ; Generating first heating load information up to the end time of the operation using the outdoor temperature information; Generating expected temperature information of the heat storage tank at the end of the operation using current heat storage tank temperature information, the available heat capacity information, and the first heating load information; And controlling the operation of the auxiliary boiler by using the predicted temperature information.
실시예에 따라, 상기 보조 보일러의 가동 제어 방법은, 상기 실외온도정보를 이용하여 24시간 동안에 상응하는 제2 난방부하정보를 생성하는 단계: 및 상기 공급가능열량정보 및 상기 제2 난방부하정보를 이용하여 종합열량정보를 생성하는 단계;를 더 포함하되, 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는, 상기 종합열량정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계일 수 있다. According to an embodiment, the operation control method of the auxiliary boiler may include generating second heating load information corresponding to 24 hours using the outdoor temperature information: and the supplyable heat quantity information and the second heating load information. Generating the total calorie information using; further comprising, the step of controlling the operation of the auxiliary boiler, may be a step of controlling the operation of the auxiliary boiler using the total heat information and the expected temperature information .
실시예에 따라, 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는, 설정온도에 대한 정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 예상온도차정보를 생성하는 단계; 및 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the step of controlling the operation of the auxiliary boiler may include: generating information about a set temperature and information about a predicted temperature difference using the estimated temperature information; And controlling the operation of the auxiliary boiler using the estimated temperature difference information and the total calorie information.
실시예에 따라, 보조 보일러의 가동 제어 방법은, 상기 실외온도정보를 이용하여 미리 설정된 방법에 따라 가중치정보를 생성하는 단계;를 더 포함하되, 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계일 수 있다. According to an embodiment, the operation control method of the auxiliary boiler may further include generating weight information according to a preset method using the outdoor temperature information, wherein controlling the operation of the auxiliary boiler comprises: the weight It may be a step of controlling the operation of the auxiliary boiler by using information, the estimated temperature difference information, and the total calorie information.
실시예에 따라, 상기 가중치정보는 아래 수식에 의해 생성될 수 있다. According to an embodiment, the weight information may be generated by the following equation.
α = (TA * -1)/25 * 5α = (TA * -1)/25 * 5
단, 상기 α는 상기 가중치정보이고, 상기 TA는 상기 실외온도정보임.However, the α is the weight information, and the TA is the outdoor temperature information.
실시예에 따라, 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는, 미리 저장된 룩업테이블에서, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보에 상응하는 제어정보를 독출하는 단계; 및 상기 제어정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다 According to an embodiment, the step of controlling the operation of the auxiliary boiler may include: reading control information corresponding to the weight information, the expected temperature difference information, and the total calorie information from a pre-stored look-up table; And controlling the operation of the auxiliary boiler using the control information.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가동개시시간이 도래하면 주보일러제어신호를 생성하여 전송하고, 상기 가동개시시간부터 미리 설정된 가동종료시간까지의 주 보일러의 공급가능열량정보를 생성하고, 상기 가동개시시간에 상응하는 실외온도정보를 이용하여 상기 가동종료시간까지의 제1 난방부하정보를 생성하고, 상기 가동개시시간에 상응하는 현재축열조온도정보, 상기 공급가능열량정보 및 상기 제1 난방부하정보를 이용하여 상기 가동종료시간의 축열조의 예상온도정보를 생성하며, 상기 예상온도정보를 이용하여 보조보일러제어신호를 생성하는 제어기; 상기 주보일러제어신호에 따라 가동 개시 또는 종료되는 주 보일러; 및 상기 보조보일러제어신호에 따라 가동 개시 또는 종료되는 보조 보일러;를 포함하는 축열식 심야 보일러 시스템이 개시된다. According to another embodiment of the present invention, when the operation start time arrives, a main boiler control signal is generated and transmitted, and information on the available heat of the main boiler from the operation start time to a preset operation end time is generated, and the operation is started. Using the outdoor temperature information corresponding to the start time, first heating load information up to the end of operation is generated, current storage tank temperature information corresponding to the operation start time, the supplyable heat amount information, and the first heating load information A controller for generating predicted temperature information of the heat storage tank at the end of operation, and generating an auxiliary boiler control signal using the predicted temperature information; A main boiler that starts or ends operation according to the main boiler control signal; And an auxiliary boiler that starts or ends operation according to the auxiliary boiler control signal.
실시예에 따라, 상기 제어기는, 상기 실외온도정보를 이용하여 24시간 동안에 상응하는 제2 난방부하정보를 생성하고, 상기 공급가능열량정보 및 상기 제2 난방부하정보를 이용하여 종합열량정보를 생성하며, 상기 종합열량정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성할 수 있다. According to an embodiment, the controller generates second heating load information corresponding to 24 hours using the outdoor temperature information, and generates total calorie information using the supplyable calorie information and the second heating load information. In addition, the auxiliary boiler control signal may be generated by using the total calorie information and the expected temperature information.
실시예에 따라, 상기 제어기는, 설정온도에 대한 정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 예상온도차정보를 생성하고, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성할 수 있다. According to an embodiment, the controller may generate predicted temperature difference information using information on a set temperature and the predicted temperature information, and generate the auxiliary boiler control signal using the predicted temperature difference information and the total calorie information. have.
실시예에 따라, 상기 제어기는, 상기 실외온도정보를 이용하여 미리 설정된 방법에 따라 가중치정보를 생성하고, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성할 수 있다. According to an embodiment, the controller generates weight information according to a preset method using the outdoor temperature information, and generates the auxiliary boiler control signal using the weight information, the expected temperature difference information, and the total calorie information. can do.
실시예에 따라, 상기 가중치정보는 아래 수식에 의해 생성될 수 있다. According to an embodiment, the weight information may be generated by the following equation.
α = (TA * -1)/25 * 5α = (TA * -1)/25 * 5
단, 상기 α는 상기 가중치정보이고, 상기 TA는 상기 실외온도정보임.However, the α is the weight information, and the TA is the outdoor temperature information.
실시예에 따라, 상기 제어기는, 미리 저장된 룩업테이블에서, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보에 상응하는 제어정보를 독출하고, 상기 제어정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성할 수 있다. According to an embodiment, the controller reads control information corresponding to the weight information, the expected temperature difference information, and the total calorie information from a pre-stored look-up table, and generates the auxiliary boiler control signal using the control information. can do.
본 발명의 기술적 사상에 의한 축열식 심야 보일러 시스템은 보조 보일러를 효율적으로 제어하여 혹한기에도 축열조 내부 물의 온도를 원하는 온도에 도달시킬 수 있다. The heat storage type late-night boiler system according to the technical idea of the present invention can efficiently control the auxiliary boiler to reach the desired temperature of the water in the heat storage tank even in cold weather.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템의 제어 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 보조 보일러의 구동을 제어하기 위한 룩업테이블을 예시한 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
1 is a block diagram of a heat storage type late-night boiler system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart for a control method of a thermal storage late-night boiler system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a look-up table for controlling the operation of the auxiliary boiler according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the numbers used in the description process of the present specification (for example, first, second, etc.) are only identification numbers for distinguishing one component from other components.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as “connected” or “connected” with another component, the one component may be directly connected to the other component, or may be directly connected. It should be understood that, as long as there is no objection to the contrary, it may or may be connected via another component in the middle.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “~ unit”, “~ group”, “~ character”, and “~ module” described in the present specification mean units that process at least one function or operation, which is hardware or software or hardware and It can be implemented with a combination of software.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. In addition, it is intended to clarify that the division of the components in this specification is only classified by the main functions of each component. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each subdivided function. In addition, each of the constituent parts to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent parts in addition to the main functions of the constituent parts, and some of the main functions of the constituent parts are different. Needless to say, it may also be carried out in a dedicated manner.
이하, 본 발명의 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템에 대한 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a heat storage type late-night boiler system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템(100)은 제어기(110), 축열조(120), 주 보일러(130) 및 보조 보일러(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the heat storage type late-
축열식 심야 보일러 시스템(100)은 미리 설정된 심야 전기 사용 시간(예를 들어, 오후 10시부터 다음날 오전 8시까지, 총 10시간) 동안 전력을 사용하여 축열조(120) 내부의 물을 가열하여 사용자에게 난방 및 온수를 제공할 수 있다. 제어기(110), 주 보일러(130) 및 보조 보일러(140) 각각은 유무선으로 전기적 연결되어 각종 신호를 상호 송수신할 수 있다. The heat storage type late-
주 보일러(130)는 제어기(110)의 제어에 따라 심야 전기 사용 시간에 가동되어 축열조(120) 내부 물의 온도를 가열할 수 있다. 주 보일러(130)는 히트펌프 보일러일 수 있다. The
보조 보일러(130)는 제어기(110)의 제어에 따라 미리 설정된 심야 전기 사용 시간에 가동되어 축열조(120) 내부 물의 온도를 (주 보일러(130)와 함께 가열할 수 있다. 이 경우 보조 보일러(130)는 주 보일러(130)와 캐스캐이드 연결된 히트펌프 보일러일 수 있다. 또는, 보조 보일러(130)는 제어기(110)의 제어에 따라 미리 설정된 심야 전기 사용 시간에 가동되어 축열조(120) 주변 공기 온도를 높일 수 있다. 이 경우 보조 보일러(130)는 전기 히터(Heater)일 수 있다. The
제어기(110)는 주 보일러(130) 및/또는 보조 보일러(140)의 가동 개시 및 중지를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 심야 전기 사용 개시 시간(예를 들어 오후 10시)(이하, '가동개시시간'이라 칭함)이 도래하면 주 보일러(130)의 가동을 개시시키기 위한 제어신호를 생성하여 주 보일러(130)로 전송할 수 있다. 주 보일러(130)는 당해 제어신호가 수신되면 가동 개시하여 축열조(120) 내부 물의 온도를 높일 수 있다. 또한, 제어기(110)는 심야 전기 사용 종료 시간(예를 들어 오전 8시)이 도래하였거나, 축열조(120) 내부 물의 온도가 설정 온도(예를 들어, 섭씨 80도)에 도달하면, 주 보일러(130)의 가동을 종료시키기 위한 제어신호를 생성하여 주 보일러(130)로 전송할 수 있다. 주 보일러(130)는 당해 제어신호가 수신되면 가동 종료할 수 있다.The
또한, 제어기(110)는 심야 전기 사용 개시 시간(예를 들어 오후 10시)이 도래하면 주 보일러(130)의 가동만으로 사용자가 설정한 축열조(120) 내부 물의 온도(이하, "설정온도"라 칭함)에 도달 가능한지 판단하고, 판단 결과에 따라 보조 보일러(140)를 가동시키거나 가동 종료시키기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 보조 보일러(140)는 당해 제어신호가 수신되면 가동 개시하거나 종료할 수 있다. In addition, the
이하, 도 2를 참조하여 제어기(110)가 보조 보일러(140)의 동작을 제어하는 동작에 대해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an operation in which the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템에서 보조 보일러의 가동 제어 방법에 대한 순서도이다. 2 is a flow chart for a method for controlling the operation of an auxiliary boiler in a thermal storage late-night boiler system according to an embodiment of the present invention.
단계 S210에서, 제어기(110)는 축열조(120) 주변의 실외온도에 대한 정보(이하, '실외온도정보'라 칭함)를 이용하여 미리 설정된 시간 동안 주 보일러(130)가 축열조에 공급 가능한 열량에 대한 정보(이하, '공급가능열량정보'라 칭함)를 생성할 수 있다. In step S210, the
예를 들어, 제어기(110)는 아래 수식1에 따라 공급가능열량정보를 생성할 수 있다. For example, the
[수식1][Equation 1]
공급가능열량정보=(성능정보*0.75)*심야전기공급시간;Supplyable calorie information = (performance information * 0.75) * midnight electricity supply time;
여기서, 성능정보는 주 보일러(130)가 한 시간 동안 공급할 수 있는 열량에 대한 정보로서, 제어기(110)에 미리 저장된 정보일 수 있다. Here, the performance information is information about the amount of heat that the
또한, 0.75는 열 손실을 고려하여 미리 설정된 값일 수 있다. Further, 0.75 may be a preset value in consideration of heat loss.
또한, 심야전기공급시간은 심야 전기가 공급되는 시간에 대한 정보로서, 예를 들어 10[hr]일 수 있다. In addition, the midnight electricity supply time is information on the time at which midnight electricity is supplied, and may be, for example, 10 [hr].
** 현재 실외온도에 따라 공급가능열량정보를 생성하는 공식을 달리하는 내용은 실험적인 공식인 것으로 판단되어, 노하우로 간직하시는 것이 좋을 것 같아서 생략하였음** The content that differs from the formula for generating supplyable calorific information according to the current outdoor temperature is considered to be an experimental formula, so it was omitted because it would be better to keep it with know-how.
단계 S220에서, 제어기(110)는 축열조(120) 주변의 실외온도에 대한 정보(이하, '실외온도정보'라 칭함)를 이용하여 미리 설정된 가동종료시간까지의 난방부하의 열량에 대한 정보(이하, '제1 난방부하정보'라 칭함)를 생성할 수 있다. In step S220, the
예를 들어, 난방이 제공되는 전열면적이 180[m2]이고, 제공되는 열량의 손실계수가 0.8[W/㎡*K]이며, 사용자에 의해 설정된 실내 설정 온도가 25[℃]인 경우를 가정한다. 이 경우 제어기(110)는 아래 수식2에 따라 제1 난방부하정보를 생성할 수 있다. For example, it is assumed that the heat transfer area where heating is provided is 180 [m2], the loss coefficient of heat provided is 0.8 [W/m 2 *K], and the indoor setting temperature set by the user is 25 [℃]. do. In this case, the
[수식2][Equation 2]
제1 난방부하정보 = [(180*0.8*(25-TA)*1.2)/1000[kW]*가동종료시간[hr];1st heating load information = [(180*0.8*(25-TA)*1.2)/1000[kW]*operation end time[hr];
여기서, TA는 실외온도정보일 수 있다. Here, TA may be outdoor temperature information.
단계 S230에서, 제어기(110)는 공급가능열량정보, 제1 난방부하정보 및 현재 축열조(120) 내부 물의 온도에 대한 정보(이하, '현재축열조온도정보'라 칭함)를 이용하여 미리 설정된 시간 경과 후 축열조(120)의 내부 물의 온도를 예상한 정보(이하, '예상온도정보'라 칭함)를 생성할 수 있다. In step S230, the
예를 들어, 축열조(120)에는 내부 물의 온도를 센싱할 수 있는 센서가 형성될 수 있고, 당해 센서에서 측정된 정보(즉, 현재축열조온도정보)는 제어기(110)로 전송될 수 있다. 또한, 제어기(110)는 아래 수식3에 따라 예상온도정보를 생성할 수 있다. For example, a sensor capable of sensing the temperature of the internal water may be formed in the
[수식3][Equation 3]
예상온도정보[℃]=([공급가능열량정보-제1 난방부하정보]*3600/열용량*손실율)+현재축열조온도정보;Estimated temperature information [℃]=([Supplyable calorie information-first heating load information]*3600/heat capacity*loss rate)+current storage tank temperature information;
열용량은 물의 열용량(C=Cp*m≒11,090[kJ/k])(정압비열 약 4.1[kJ/kg*K], 축열조(120) 내부 물의 양 2700[L])이고, 손실율은 공급 가능한 열량에 의해 물의 온도가 상승할 때 열량의 손실율에 대한 정보(예를 들어 '0.98', 2% 손실)일 수 있다. 또한 1[kwh]는 3600[kJ]임은 자명하다. The heat capacity is the heat capacity of the water (C=Cp*m≒11,090[kJ/k]) (static pressure specific heat about 4.1[kJ/kg*K], the amount of water inside the
단계 S240에서, 제어기(110)는 실외온도정보를 이용하여 24시간 동안의 난방부하의 열량에 대한 정보(이하, '제2 난방부하정보'라 칭함)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 난방이 제공되는 전열면적이 180[m2]이고, 제공되는 열량의 손실계수가 0.8[W/㎡*K]이며, 사용자에 의해 설정된 실내 설정 온도가 25[℃]인 경우를 가정한다. 이 경우 제어기(110)는 아래 수식4에 따라 제2 난방부하정보를 생성할 수 있다. In step S240, the
수식4]Equation 4]
제2 난방부하정보 = [(180*0.8*(25-TA)*1.2)/1000[kW]*10[hr];2nd heating load information = [(180*0.8*(25-TA)*1.2)/1000[kW]*10[hr];
여기서, TA는 실외온도정보일 수 있다. Here, TA may be outdoor temperature information.
단계 S250에서, 제어기(110)는 공급가능열량정보 및 제2 난방부하정보 이용하여 미리 설정된 방법에 따라 종합열량정보(A)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 아래 수식5에 따라 종합열량정보(A)를 생성할 수 있다. In step S250, the
[수식5][Equation 5]
종합열량정보(A)=공급가능열량정보-제2 난방부하정보; Comprehensive calorie information (A) = Supplyable calorie information-second heating load information;
단계 S260에서, 제어기(110)는 설정온도정보 및 예상온도정보를 이용하여 예상온도차정보(B)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 아래 수식6에 따라 예상온도차정보(B)를 생성할 수 있다. In step S260, the
[수식6][Equation 6]
예상온도차정보(B)=설정온도정보-예상온도정보;Expected temperature difference information (B) = set temperature information-expected temperature information;
단계 S270에서, 제어기(110)는 실외온도정보를 이용하여 미리 설정된 방법에 따라 가중치정보(α)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어기(110)는 아래 수식7에 따라 가중치정보(α)를 생성할 수 있다. In step S270, the
[수식7][Formula 7]
가중치정보(α)=(TA*-1)/25*5;Weight information (α)=(TA*-1)/25*5;
여기서, TA는 실외온도정보일 수 있다. Here, TA may be outdoor temperature information.
상기 수식7에 따르면, 실외온도가 섭씨 영하 30도일 때, 가중치정보는 '6'임을 알 수 있다. According to Equation 7 above, it can be seen that when the outdoor temperature is 30 degrees Celsius, the weight information is '6'.
단계 S280에서, 제어기(110)는 종합열량정보(A), 예상온도차정보(B) 및 가중치정보(α)를 이용하여 보일러제어신호를 생성한 후 보조 보일러(140)로 전송할 수 있다. In step S280, the
예를 들어, 제어기(110)는 미리 저장된 룩업테이블에서, 가중치정보, 예상온도차정보 및/또는 종합열량정보에 상응하는 제어정보를 독출할 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 제어기(110)가 룩업테이블을 참조하여 제어정보를 독출하는 동작에 대해 구체적으로 설명한다. For example, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 보조 보일러의 구동을 제어하기 위한 룩업테이블을 예시한 도면이다. 3 is a view illustrating a look-up table for controlling the operation of the auxiliary boiler according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 룩업테이블이 예시되어 있다. 제어기(110)에는 룩업테이블이 미리 저장되어 있을 수 있다. 따라서 제어기(110)는 가중치정보, 예상온도차정보 및/또는 종합열량정보에 상응하는 제어정보를 독출할 수 있다.3, a look-up table according to an embodiment of the present invention is illustrated. The
도 3의 예시를 참조하면, 종합열량정보(A)가 50 이상이고, 예상온도차정보(B)가 10 이하인 경우, 제어기(110)는 "보조 보일러 OFF"에 상응하는 제어정보를 독출할 수 있다. Referring to the example of FIG. 3, when the total calorie information (A) is 50 or more and the predicted temperature difference information (B) is 10 or less, the
또한 종합열량정보(A)가 50 이상이고, 예상온도차정보(B)가 10 초과인 경우, 제어기(110)는 "보조 보일러를 축열조 내부 물의 온도가 섭씨 '55도+가중치정보'에 도달할 때까지 ON"시키기 위한 제어정보를 독출할 수 있다. In addition, when the total heat information (A) is 50 or more, and the predicted temperature difference information (B) is more than 10, the
또한 종합열량정보(A)가 50 미만이고 25 이상이며, 예상온도차정보(B)가 10 이하인 경우, 제어기(110)는 "보조 보일러를 축열조 내부 물의 온도가 섭씨 '60도+가중치정보'에 도달할 때까지 ON"시키기 위한 제어정보를 독출할 수 있다. In addition, when the total heat information (A) is less than 50 and is greater than or equal to 25 and the predicted temperature difference information (B) is less than or equal to 10, the
상술한 바와 같이, 제어기(110)는 미리 저장된 룩업테이블을 이용하여 제어정보를 독출하고, 독출한 제어정보를 이용하여 보조보일러제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어기(110)는 보조보일러제어신호를 보조 보일러(140)로 전송하여 보조 보일러(140)의 가동 또는 정지를 제어할 수 있다. As described above, the
예를 들어, 제어정보가 "보조 보일러 OFF"에 상응하는 경우, 제어기(110)는 보조보일러제어신호를 생성하지 않을 수 있다.. For example, when the control information corresponds to “secondary boiler OFF”, the
다른 예를 들어, 제어정보가 "보조 보일러를 축열조 내부 물의 온도가 섭씨 '60도+가중치정보'에 도달할 때까지 ON"에 상응하는 경우, 제어기(110)는 즉시 보조 보일러(140)를 가동시키기 위한 보조보일러제어신호를 생성하여 보조 보일러(140)로 전송할 수 있다. 이후 제어기(110)는 축열조(120) 내부 물의 온도가 섭씨 '60도+가중치정보'에 도달하면 보조 보일러(140)의 가동을 정지시키기 위한 보조보일러제어신호를 생성하여 보조 보일러(140)로 전송할 수 있다. As another example, if the control information corresponds to "ON until the temperature of the water inside the heat storage tank reaches '60 degrees + weight information' in the auxiliary boiler, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템(100)은 실외온도에 따라 보조 보일러의 가동 여부를 효율적으로 제어하여 혹한기에도 축열조 내부 물의 온도를 원하는 온도에 도달시킬 수 있다. 이에 의하여 본 발명의 일 실시예에 따른 축열식 심야 보일러 시스템(100)은 가장 적은 유지 비용으로 사용자가 원하는 난방 효과를 항상 누릴 수 있을 것이다. As described above, the heat storage type late-
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.As described above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are made by those skilled in the art within the technical spirit and scope of the present invention. This is possible.
100: 축열식 심야 보일러 시스템
110 : 제어기
120 : 축열조
130 : 주 보일러
140 : 보조 보일러100: Regenerative late-night boiler system
110: controller
120: heat storage tank
130: main boiler
140: auxiliary boiler
Claims (12)
미리 설정된 가동종료시간까지의 주 보일러의 공급가능열량정보를 생성하는 단계;
실외온도정보를 이용하여 상기 가동종료시간까지의 제1 난방부하정보를 생성하는 단계;
현재축열조온도정보, 상기 공급가능열량정보 및 상기 제1 난방부하정보를 이용하여 상기 가동종료시간의 축열조의 예상온도정보를 생성하는 단계; 및
상기 예상온도정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계;
를 포함하는 보조 보일러의 가동 제어 방법.
In the method of controlling the operation of the auxiliary boiler in the heat storage late-night boiler system including a main boiler and an auxiliary boiler,
Generating supplyable calorific information of the main boiler up to a preset operation end time;
Generating first heating load information up to the end of operation time using outdoor temperature information;
Generating estimated temperature information of the heat storage tank at the end of the operation using current heat storage tank temperature information, the available heat capacity information, and the first heating load information; And
Controlling the operation of the auxiliary boiler using the expected temperature information;
Operation control method of the auxiliary boiler comprising a.
상기 실외온도정보를 이용하여 24시간 동안에 상응하는 제2 난방부하정보를 생성하는 단계: 및
상기 공급가능열량정보 및 상기 제2 난방부하정보를 이용하여 종합열량정보를 생성하는 단계;
를 더 포함하되,
상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는,
상기 종합열량정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계인, 보조 보일러의 가동 제어 방법.
According to claim 1,
Generating second heating load information corresponding to 24 hours using the outdoor temperature information: and
Generating total heat information using the supplyable heat information and the second heating load information;
Including more,
Controlling the operation of the auxiliary boiler,
Controlling the operation of the auxiliary boiler by using the total heat information and the expected temperature information, the operation control method of the auxiliary boiler.
상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는,
설정온도에 대한 정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 예상온도차정보를 생성하는 단계; 및
상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계;
를 포함하는, 보조 보일러의 가동 제어 방법.
According to claim 2,
Controlling the operation of the auxiliary boiler,
Generating predicted temperature difference information using the information on the set temperature and the estimated temperature information; And
Controlling the operation of the auxiliary boiler using the predicted temperature difference information and the total calorie information;
Including, the operation control method of the auxiliary boiler.
상기 실외온도정보를 이용하여 미리 설정된 방법에 따라 가중치정보를 생성하는 단계;
를 더 포함하되,
상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는,
상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계인, 보조 보일러의 가동 제어 방법.
According to claim 3,
Generating weight information according to a preset method using the outdoor temperature information;
Including more,
Controlling the operation of the auxiliary boiler,
Controlling the operation of the auxiliary boiler by using the weight information, the predicted temperature difference information, and the total calorie information, the operation control method of the auxiliary boiler.
상기 가중치정보는 아래 수식에 의해 생성되는, 보조 보일러의 가동 제어 방법.
α = (TA * -1)/25 * 5
단, 상기 α는 상기 가중치정보이고,
상기 TA는 상기 실외온도정보임.
According to claim 4,
The weight information is generated by the following formula, the operation control method of the auxiliary boiler.
α = (TA * -1)/25 * 5
However, the α is the weight information,
The TA is the outdoor temperature information.
상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계는,
미리 저장된 룩업테이블에서, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보에 상응하는 제어정보를 독출하는 단계; 및
상기 제어정보를 이용하여 상기 보조 보일러의 가동을 제어하는 단계;
를 포함하는, 보조 보일러의 가동 제어 방법.
According to claim 4,
Controlling the operation of the auxiliary boiler,
Reading control information corresponding to the weight information, the expected temperature difference information, and the total calorie information from a pre-stored look-up table; And
Controlling the operation of the auxiliary boiler using the control information;
Including, the operation control method of the auxiliary boiler.
상기 주보일러제어신호에 따라 가동 개시 또는 종료되는 주 보일러; 및
상기 보조보일러제어신호에 따라 가동 개시 또는 종료되는 보조 보일러;
를 포함하는 축열식 심야 보일러 시스템.
When the operation start time arrives, a main boiler control signal is generated and transmitted, and information on the available heat of the main boiler from the operation start time to a preset operation end time is generated, and outdoor temperature information corresponding to the operation start time is generated. To generate the first heating load information up to the end of operation time, and using the current heat storage tank temperature information corresponding to the start time, the available heat capacity information, and the first heating load information to store the heat storage tank at the end of operation time. A controller that generates the predicted temperature information of and generates an auxiliary boiler control signal using the predicted temperature information;
A main boiler that starts or ends operation according to the main boiler control signal; And
An auxiliary boiler that starts or ends operation according to the auxiliary boiler control signal;
Regenerative late-night boiler system comprising a.
상기 제어기는,
상기 실외온도정보를 이용하여 24시간 동안에 상응하는 제2 난방부하정보를 생성하고, 상기 공급가능열량정보 및 상기 제2 난방부하정보를 이용하여 종합열량정보를 생성하며, 상기 종합열량정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성하는, 축열식 심야 보일러 시스템.
The method of claim 7,
The controller,
Generates second heating load information corresponding to 24 hours using the outdoor temperature information, generates total calorie information using the supplyable calorie information and the second heating load information, and generates the total calorie information and the prediction A heat storage type late-night boiler system that generates the auxiliary boiler control signal using temperature information.
상기 제어기는,
설정온도에 대한 정보 및 상기 예상온도정보를 이용하여 예상온도차정보를 생성하고, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성하는, 축열식 심야 보일러 시스템.
The method of claim 8,
The controller,
A heat storage type late-night boiler system that generates predicted temperature difference information using information on a set temperature and the predicted temperature information, and generates the auxiliary boiler control signal using the predicted temperature difference information and the total calorie information.
상기 제어기는,
상기 실외온도정보를 이용하여 미리 설정된 방법에 따라 가중치정보를 생성하고, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성하는, 축열식 심야 보일러 시스템.
The method of claim 9,
The controller,
A heat storage type late-night boiler system that generates weight information according to a preset method using the outdoor temperature information, and generates the auxiliary boiler control signal using the weight information, the predicted temperature difference information, and the total calorie information.
상기 가중치정보는 아래 수식에 의해 생성되는, 축열식 심야 보일러 시스템.
α = (TA * -1)/25 * 5
단, 상기 α는 상기 가중치정보이고,
상기 TA는 상기 실외온도정보임.
The method of claim 10,
The weight information is generated by the following formula, a heat storage type late-night boiler system.
α = (TA * -1)/25 * 5
However, the α is the weight information,
The TA is the outdoor temperature information.
상기 제어기는,
미리 저장된 룩업테이블에서, 상기 가중치정보, 상기 예상온도차정보 및 상기 종합열량정보에 상응하는 제어정보를 독출하고, 상기 제어정보를 이용하여 상기 보조보일러제어신호를 생성하는, 축열식 심야 보일러 시스템.The method of claim 10,
The controller,
A pre-stored look-up table, the weight information, the expected temperature difference information and read the control information corresponding to the total calorie information, and using the control information to generate the auxiliary boiler control signal, a thermal storage type late-night boiler system.
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---|---|---|---|---|
KR101043389B1 (en) * | 2011-05-17 | 2011-06-22 | (주)제이케이알에스티 | Intigrated intelligent solar water heating system |
KR20160080762A (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-08 | 김인호 | Hot-water supply system |
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2019
- 2019-01-02 KR KR1020190000400A patent/KR102536566B1/en active IP Right Grant
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