KR20210082284A - 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법에 관한 것으로, 보일러 운전시 소화 직후와 소화 후 일정시간 경과 후 난방배관의 난방수의 각 온도를 측정하여 그 차이에 따라 계절을 판단하고 그에 따른 자동운전을 수행하도록 하는데 그 목적이 있다.

Description

보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법 {Method for Boiler Auto Control According to Temperature Changes of Heating Water}

본 발명은 보일러 운전시 소화 직후와 소화 후 일정시간 경과 후의 난방배관의 난방수의 각 온도를 측정하여 그 차이에 따라 계절등의 사용환경을 판단하고 그에 따른 자동운전을 수행하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법에 관한 것이다.

일반적으로 보일러의 자동운전기능은 주기적으로 외기온도를 검출하여 계절을 판단하고, 그에 따라 온수설정온도, 연소/소화 시간 등을 자동으로 설정하여 운전하였다.

도 1은 종래기술에 따른 자동운전 기능을 내장한 보일러의 난방/온수 제어과정의 흐름도로서, 보일러의 실내 온도조절기에서 자동모드가 선택 입력되었는지를 판단하고(S1), 자동모드가 선택 입력되지 않은 것으로 판단되면 연산 처리 제어부는 일반적인 정상모드로 동작한다(S2).

한편, 자동모드가 선택된 것으로 판단되면, 연산 처리 제어부는 출력부의 송풍 팬이 가동하도록 하여(S3), 외부 공기가 급기구를 통하여 내부로 유입되도록 한 후에 급기구에 설치된 외기 온도센서부의 외기 온도 센서에 의하여 감지된 외부 온도가 연산 처리 입력부에 입력되도록 함으로써 외부 온도가 측정될 수 있도록 한다(S4).

그후, 상기 측정된 외부 온도에 근거하여 동파 예방 기능 동작 조건인지를 판단한다(S5). 여기서, 동파 예방 기능 동작 조건인 것으로 판단되면 통상의 동파예방모드로 동작한다.

한편, 동파 예방 기능 동작 조건이 아닌 것으로 판단되면, 송풍팬 의 가동을 정지하도록 제어한다(S7).

설정된 난방수 온도, 실내온도 및 온수온도는 통신신호 처리부를 통하여 연산 처리 제어부로 전송된다(S8). 상기 전송되어온 난방수 온도, 실내온도 및 온수온도에 근거하여 난방 연소 조건인지를 판단한다(S9).

여기서, 난방 연소 조건이 아닌 것으로 판단되면 난방 대기를 하고(S10), 출력부의 순환펌프의 정지시간이 경과하는지를 판단하여(S11), 순환펌프의 정지시간이 경과하지 않으면 난방대기를 지속하도록 하고, 순환펌프의 정지시간이 경과하면 재연소 온도에 도달하는지를 판단한다(S12). 만약, 재연소 온도에 도달하지 않은 것으로 판단되면 난방 대기를 지속하도록 하고, 재연소 온도에 도달한 것으로 판단되면 다음의 단계 S13으로 진행하여 난방 가동을 제어한다.

한편, 상기 단계 S9에서 난방 연소 조건인 것으로 판단되면 난방 가동 제어를 수행하고(S13), 설정온도에 도달하는지를 판단하여(S14) 설정온도에 도달할 때까지 난방 가동 제어를 수행한다.

만약, 설정온도에 도달한 것으로 판단되면 결로예방 프로그램 동작을 수행한다(S15).

그후, 삼방변이 온수로 전환되도록 제어하고(단계 S16), 난방수 온도가 소정 온도에 도달했는지를 판단한다.

그러나, 이와 같이 종래기술은 보일러 자동운전을 위해 외부공기 온도를 측정하기 위한 별도의 외기 온도센서가 급기구 측에 설치되어야 하므로, 부품추가 및 설치작업으로 인한 원가가 상승되어 제품 가격의 상승 요인이 되는 문제점이 있었다.

국내특허공개 제10-2013-0043490호 (공개일 2013.04.30.)

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 보일러 운전시 소화 직후와 소화 후 일정시간 경과 후 난방배관의 난방수의 각 온도를 측정하여 그 차이에 따라 계절 등의 사용환경을 판단하고 그에 따른 자동운전을 수행하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전과정은 보일러 운전을 제어하는 보일러제어부에 의해 난방배관의 난방수의 온도차를 산출하고 그에 따라 자동운전을 위한 설정값을 지정하여 자동운전을 수행하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법에 있어서, 상기 보일러제어부는 상기 보일러의 난방운전시 소화 직후의 난방수 온도를 측정하여 제1난방수온도(ThA)로 저장하는 제1과정; 상기 제1과정에서 보일러의 소화 후 일정시간 경과 후 보일러 배관의 난방수 온도를 측정하여 제2난방수온도(ThB)로 저장하는 제2과정; 및 상기 제1난방수온도(ThA)와 제2난방수온도(ThB)의 차이값(Vauto) 산출하고 그에 따라 자동운전 설정값을 지정하는 제3과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1과정에서 상기 제1난방수온도(ThA)는 난방펌프를 일정시간 구동 후 난방수의 온도를 측정하고, 상기 제2과정에서 상기 제2난방수온도(ThB)는 난방펌프를 일정시간 구동 후 난방배관의 난방수의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3과정에서 상기 자동운전 설정값은 난방설정온도, 온수설정온도, 연소시간, 소화시간을 계절에 따른 설정값을 지정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법은 보일러의 연소 직후와 소화 후 일정시간이 지난 이후 펌프를 가동하여 취득한 각 난방수 온도 차이를 이용하여 외기 온도의 영향에 따라 방바닥의 난방배관이 낮아진 온도차이에 따라 계절 등의 사용환경을 판단하므로 별도의 외기온도 센서 없이도 계절별 자동운전 기능을 실현할 수 있어 원가 절감의 효과가 있다.

또한, 자동운전 설정값이 실제 계절이 아닌 사용자의 실제 건물의 단열상태 등 난방 사용환경이 실시간 반영되어 난방을 위한 최적의 에너지 소비가 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 자동운전 기능을 내장한 보일러의 난방/온수 제어과정의 흐름도이고,
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 보일러 제어장치의 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전과정의 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시간에 따른 보일러 운전 중 연소/점화시의 난방수 온도변화 그래프를 표시한 도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전과정에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명을 구현하기 위한 보일러 시스템의 구성도로서, 사용자의 보일러 기능 선택 입력 또는 보일러의 상태를 표시하는 입출력부(100)와, 상기 입출력부(100)의 사용자 선택 입력값에 따라 난방밸브 등을 제어하여 난방수를 설정된 온도 및 시간 동안 각 방의 배관으로 순환시키도록 제어하며, 상기 난방수 온도센서(116)로부터 검지된 난방수 온도값을 상기 입출력부(100)로 전송하는 보일러제어부(110), 상기 보일러제어부(110)의 제에 따라 보일러를 점화 또는 소화를 위한 연소부(112)와, 상기 연소부(112)의 동작에 따라 난방수를 순환시키는 난방펌프(114)와, 상기 난방수의 온도를 검지하는 난방수 온도센서(116)와, 상기 입출력부(100)의 사용자 선택 및 자동운전 모드에 따라 상기 연소부(112) 및 난방펌프(114)로 구성된다.

여기서, 상기 보일러제어부(110)는 상기 난방수 온도센서(116)로부터 소화 직후와 소화 후 일정시간이 지난 후의 난방수 온도를 측정 및 분석하여 계절 등의 사용환경에 따른 자동운전 설정값을 생성하고, 상기 자동운전 설정값에 따라 보일러를 자동운전 하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명을 구현하기 위한 보일러 시스템을 참고하여 본 발명의 구체적인 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 사용자가 보일러의 통상 운전상태에서 자동운전 기능을 온(On) 시킨다.(S21)(S22)

즉, 사용자가 에러상태, 서비스 모드 등의 특수한 모드가 아닌 일반적으로 사용할 수 있는 통상 운전상태에서 입출력부(100)의 자동운전모드 선택버튼 등으로 자동운전모드를 입력한다.

상기 보일러제어부(110)은 상기 입출력부(100)의 상기 자동운전모드 선택에 따라 자동 난방운전을 수행하며, 난방 연소를 시작한다.(S23)(S24)

만약, 보일러의 온수사용 중(온수 연소 중) 등 자동 난방운전이 불가능한 상태일 경우에는 자동 난방운전이 불가능한 상태가 종료된 이후 자동 난방운전을 수행한다.

상기 자동 난방운전 중에 난방 연소 종료조건에 따라 소화를 시작하는데, 이때 상기 보일러제어부(110)는 상기 연소부(112)의 연소를 정지시키고, 소화를 시작한다. (S25)

여기서, 상기 연소 종료조건은 설정된 연소시간 종료, 난방수 현재온도가 난방수 설정온도보다 일정온도 높은 하이컷(Hi-cut) 조건에 따른 조기 소화 상태 등에 해당될 때 상기 소화를 시작한다.

상기 보일러는 연소가 종료되고 상기 소화가 시작될 때, 상기 보일러제어부(110)는 상기 난방수 온도센서(116)를 통해 보일러의 난방배관의 난방수 온도를 검지한다.

도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 상기 보일러제어부(110)는 보일러가 자동운전 모드에서 난방 연소를 시작하고, 연소 종료조건에 따라 연소를 종료하고, 소화를 시작하는데, 이때 상기 보일러제어부(110)는 상기 연소부(112)의 소화를 시작(T1)함과 동시에 일정시간 구동하는 포스트 펌프(Post Pump) 시간이 종료되는 시점(T2), 즉, 상기 난방펌프(114)가 구동을 중지하는 시점에 상기 난방수 온도센서(116)로부터 검지된 난방수 온도를 상기 제1난방수온도(ThA)로 저장한다.(S26)(S27)(S28)

상기 보일러의 소화 이후 일정시간이 경과된 경우 즉, 보일러 배관을 따라 각 방으로 공급된 난방수가 열교환이 일어나고 난방수의 온도가 낮아지게 되는데, 이때 난방수의 온도를 측정한다.

이를 위해 상기 보일러제어부(110)는 소화 후 설정된 일정시간 경과 후(S29) 상기 난방펌프(114)를 일정시간 구동시켜 각 방의 난방배관의 난방수를 순환시킨 후 난방펌프(114) 구동을 중지시킨다.(S30)(S31)

상기 보일러제어부(110)는 상기 난방펌프(114)의 구동이 중지되는 시점(도 4의 T3)에 난방수 온도센서(116)을 통해 상기 순환된 난방수의 온도를 검지하여 상기 제2난방수온도(ThB)로 저장한다. (S32)

여기서, 상기 난방펌프(116) 가동은 소화시간 종료 후 재연소시의 구동하는 프리 펌프(Pre Pump)에서 실시함이 바람직하나, 소화시간이 온도 차이값(Vauto)에 따라 여러 조건(예를 들어, 10분, 20분, 30분 등)이 존재할 경우, 상기 소화 중의 일정시간은 소화시간보다 적어야 한다.

상기 보일러제어부(110)는 저장된 상기 제1,제2난방수온도(ThA)(ThB)의 차이값(Vauto=ThA-ThB)을 산출하여 저장한다.(S33)

상기 보일러제어부(110)는 상기 산출된 제1,제2난방수온도(ThA)(ThB)의 차이값(Vauto)에 따라 자동운전 설정값을 지정한다.(S34)

즉, 계절 등의 보일러 사용환경에 따른 난방설정온도(℃), 온수설정온도(℃), 연소시간(분), 소화시간(분) 등 자동운전을 위한 설정값을 지정한다.

여기서 보일러 사용환경은 계절뿐만 아니라, 실제 난방환경 즉, 건물의 단열정도에 따른 난방 사용환경을 자동 설정하여 보일러를 운전하게 된다.

다음 표 1은 차이값(Vauto)에 따른 자동운전 설정값의 일 실시예이다.

Vauto	난방 설정온도(℃)	온수 설정온도(℃)	연소시간(분)	소화시간(분)
…	…	…	…	…
10≤Vauto≤20	50	40	20	40
…	…	…	…	…
40≤Vauto≤50	70	50	30	30
…	…	…	…	…

여기서, 상기 차이값이 '10≤Vauto≤20' 범위에 있다면 계절상 여름에 해당되는 자동운전 설정값이며, 차이값이 '40≤Vauto≤50'의 범위일 경우에는 계절상 겨울에 해당되는 자동운전 설정값이다. 이러한 과정을 통해 설정된 자동운전 설정값이 상기 보일러제어부(110)에 저장된 후, 소화시간이 종료되어 재연소를 시작할 때(T4), 차이값(Vauto)에 따른 상기 자동운전 설정값으로 난방운전을 수행하게 된다. (S35)

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 입출력부 110 : 보일러제어부
112 : 연소부 114 : 난방펌프
116 : 난방수 온도센서

Claims (7)

1. 보일러 운전을 제어하는 보일러제어부에 의해 난방배관의 난방수의 온도차를 산출하고 그에 따라 자동운전을 위한 설정값을 지정하여 자동운전을 수행하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법에 있어서,
   상기 보일러제어부는 상기 보일러의 난방운전시 소화 직후의 난방수 온도를 측정하여 제1난방수온도(ThA)로 저장하는 제1과정;
   상기 제1과정에서 보일러의 소화 후 일정시간 경과 후 보일러 배관의 난방수 온도를 측정하여 제2난방수온도(ThB)로 저장하는 제2과정; 및
   상기 제1난방수온도(ThA)와 제2난방수온도(ThB)의 차이값(Vauto) 산출하고 그에 따라 자동운전 설정값을 지정하는 제3과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1과정에서 상기 제1난방수온도(ThA)는 연소종료 조건에 따라 소화를 시작할 때 난방수 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연소 종료조건은 설정된 연소시간 종료, 난방수 현재온도가 난방수 설정온도보다 일정 온도 높은 하이컷(Hi-cut) 조건에 따른 조기 소화 상태인 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1과정에서 상기 제1난방수온도(ThA)는 소화를 시작할 때 일정시간 난방펌프를 구동하는 포스트 펌프 시간에 난방수의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2과정에서 상기 제2난방수온도(ThB)는 난방펌프를 일정시간 구동 후 난방배관의 난방수의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제3과정에서 상기 자동운전 설정값은 난방설정온도, 온수설정온도, 연소시간, 소화시간을 사용환경에 따른 설정값으로 지정하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3과정에 부가하여 상기 자동운전 설정값이 지정된 후 자동운전 설정값에 따라 재운전하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방수 온도변화에 따른 자동운전방법.
   

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