KR20230001880A - 보일러 이상 판단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 내부 센서들의 감지 결과를 모니터링하고, 동작 모드에 따라 모니터링 결과를 제공하는 모니터링부 및 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 모니터링 결과 중 환수 온도에 기초하여 난방 순환 반응 시간 및 내부 순환 반응 시간을 산출하고, 상기 난방 순환 반응 시간 및 상기 내부 순환 반응 시간에 기초하여 보일러 이상을 판단하는 이상 판단부를 포함할 수 있다.

Description

보일러 이상 판단 장치{ABNORMALITY DETERMINATION DEVICE FOR BOILER}

본 발명은 보일러를 구성하는 삼방 밸브의 정상 동작 유무를 판단할 수 있는 보일러 이상 판단 장치에 관한 것이다.

보일러는 사용자가 설정한 온도로 실내 온도 및 온수 온도를 높여주는 기능을 수행한다.

온수식 보일러는 데워진 난방수를 각 방의 난방 배관에 통과시켜 바닥을 데워주는 방식이고, 온풍식 보일러는 실내 공기를 직접 데워주는 방식이다.

온수 기능을 갖춘 보일러는 난방 또는 온수 동작 상태에 따라 공급수의 순환 유로를 변경해 주는 삼방 밸브를 포함한다.

삼방 밸브의 고장은 온수 동작 상태로 변경되지 않는 난방 고착 또는 난방 동작 상태로 변경되지 않는 온수 고착으로 이어질 수 있어, 삼방 밸브의 고장을 판단하는 기술에 대한 개발이 시급하다.

본 발명의 실시예는 삼방 밸브의 이상 유무를 판단할 수 있는 보일러 이상 판단 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치는, 보일러 내부 센서들의 감지 결과를 모니터링하고, 동작 모드에 따라 모니터링 결과를 제공하는 모니터링부 및 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 모니터링 결과 중 환수 온도에 기초하여 난방 순환 반응 시간 및 내부 순환 반응 시간을 산출하고, 상기 난방 순환 반응 시간 및 상기 내부 순환 반응 시간에 기초하여 보일러 이상을 판단하는 이상 판단부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 동작 모드는 온수 동작 모드 및 난방 동작 모드를 포함하며, 상기 모니터링부는, 상기 온수 동작 모드 또는 상기 난방 동작 모드시 상기 환수 온도의 안정화 상태를 판단하고, 상기 안정화 상태라고 판단되면 상기 환수 온도에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 모니터링부는, 상기 온수 동작 모드 이전 기설정된 시점부터 상기 온수 동작 모드 설정시까지의 상기 환수 온도의 변화량이 기설정된 변화량보다 적을 경우 상기 환수 온도가 상기 안정화 상태라고 판단하며, 상기 난방 동작 모드 이전 기설정된 시점부터 상기 난방 동작 모드 설정시까지의 상기 환수 온도의 변화량이 상기 기설정된 변화량보다 적을 경우 상기 환수 온도가 상기 안정화 상태라고 판단할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 이상 판단부는, 상기 난방 동작 모드시 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 난방 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 1 기설정된 변화량을 초과할 때까지의 시간을 상기 난방 순환 반응 시간으로 산출하는 난방 순환 반응 시간 산출부, 상기 온수 동작 모드시 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 온수 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 2 기설정된 변화량을 초과할 때까지의 시간을 상기 내부 순환 반응 시간으로 산출하는 내부 순환 반응 시간 산출부, 및 상기 난방 순환 반응 시간과 상기 내부 순환 반응 시간의 차가 기설정된 값 미만이면 온수 고착으로 인한 상기 보일러 이상이 발생하였다고 판단하는 온수 고착 판단부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 보일러 내부 센서들은, 공급수 온도 센서, 온수 온도 센서, 환수 온도 센서 및 직수 유량 센서를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 동작 모드는 온수 동작 모드를 포함하며, 상기 모니터링부는, 상기 온수 동작 모드 설정시점부터 기설정된 시간이 경과한 시점의 상기 공급수 온도 센서로부터 감지된 공급수 온도에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공하며, 상기 온수 동작 모드 설정시점부터 상기 기설정된 시간이 경과한 시점의 상기 온수 온도 센서로부터 감지된 온수 온도에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 이상 판단부는, 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 공급수 온도와 난방 고착 판단 공급수 기준 온도의 차가 제 1 판단 온도보다 크고, 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 온수 온도와 난방 고착 판단 온수 기준 온도의 차가 제 2 판단 온도보다 작으면 난방 고착으로 인한 상기 보일러 이상이 발생하였다고 판단하는 난방 고착 판단부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 동작 모드는 온수 동작 모드를 포함하며, 상기 모니터링부는, 상기 온수 동작 모드시 상기 온수 온도 센서로부터 감지된 온수 온도 및 상기 직수 유량 센서로부터 감지된 직수 유량에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 이상 판단부는, 온도 설정 정보, 출력 열량 및 상기 온수 온도 정보에 기초하여 직수 유량을 산출하고, 산출된 상기 직수 유량과 감지된 상기 직수 유량을 비교하여 난방 고착으로 인한 상기 보일러 이상이 발생하였다고 판단하는 난방 고착 판단부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 난방 고착 판단부는, 산출된 상기 직수 유량과 감지된 상기 직수 유량의 차이가 난방 고착 판단 직수 유량을 초과하면 상기 난방 고착이 발생하였다고 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치는, 온수 동작 모드시 온수 온도를 감지하는 온수 온도 센서, 상기 온수 동작 모드시 직수 유량을 감지하는 직수 유량 센서 및 온수 온도 설정 정보, 출력 열량 및 상기 온수 온도에 기초하여 직수 유량을 산출하고, 산출된 상기 직수 유량과 감지된 상기 직수 유량을 비교하여 난방 고착 발생 여부를 판단하는 난방 고착 판단부를 포함할 수 있다.

다른 일 실시예에 있어서, 상기 난방 고착 판단 장치는, 상기 산출된 직수 유량과 상기 감지된 직수 유량의 차이가 난방 고착 판단 직수 유량을 초과하면 난방 고착이 발생하였다고 판단할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 방법은, 환수 온도 센서로부터 감지된 환수 온도를 모니터링하여 상기 환수 온도가 안정화 상태이면 난방 동작 모드 및 온수 동작 모드시 상기 환수 온도를 제공하는 단계, 상기 난방 동작 모드시 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 난방 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 1 기설정된 온도 변화량을 초과할 때까지의 시간을 난방 순환 반응 시간으로 산출하는 단계, 상기 온수 동작 모드시 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 온수 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 2 기설정된 온도 변화량을 초과할 때까지의 시간을 내부 순환 반응 시간으로 산출하는 단계 및 상기 난방 순환 반응 시간과 상기 내부 순환 반응 시간을 비교하여 온수 고착 발생 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 일 실시예에 있어서, 상기 환수 온도를 제공하는 단계는, 상기 난방 동작 모드 및 상기 온수 동작 모드 각각의 설정 이전 기설정된 시점부터 상기 난방 동작 모드 및 상기 온수 동작 모드 점화 시점까지의 감지된 환수 온도의 변화량이 제 3 기설정된 변화량보다 적을 경우 상기 환수 온도가 상기 안정화 상태라고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 일 실시예에 있어서, 상기 온수 고착 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 난방 순환 반응 시간과 상기 내부 순환 반응 시간의 차가 기설정된 값 미만이면 온수 고착이 발생하였다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 기술은 기존 보일러 내부의 센서들을 이용하여 삼방 밸브의 고장 유무를 판단할 수 있어, 보일러의 제조 단가를 유지할 수 있으면서도 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치를 구성하는 이상 판단부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 동작 모드에 따른 공급수 및 온수의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치를 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 이상 판단 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 이상 판단 장치(1000)는 모니터링부(10), 이상 판단부(20) 및 알림부(30)를 포함할 수 있다. 이때, 이상 판단부(20) 및 알림부(30)는 보일러의 룸 컨트롤러에 포함될 수도 있고, 다른 외부 기기에 포함될 수도 있다.

모니터링부(10)는 보일러의 동작 모드에 기초하여 보일러 내부에 설치된 센서들로부터 제공되는 감지 결과를 모니터링하고, 모니터링된 결과를 이상 판단부(20)에 제공할 수 있다.

이때, 보일러 내부에 설치된 센서들은 공급수 온도 센서, 온수 온도 센서, 환수 온도 센서 및 직수 유량 센서 등을 포함할 수 있으며, 동작 모드는 난방 동작 모드 및 온수 동작 모드를 포함할 수 있다.

예를 들어, 모니터링부(10)는 온수 동작 모드시 보일러 내부에 설치된 센서들 중 공급수 온도 센서, 온수 온도 센서, 환수 온도 센서, 직수 유량 센서로부터 제공되는 공급수 온도 정보, 온수 온도 정보, 환수 온도 정보 및 직수 유량 정보를 모니터링하고, 모니터링된 결과를 이상 판단부(20)에 제공할 수 있다.

이때, 이상 판단부(20)에 제공되는 모니터링된 결과는 온수 동작 모드로 설정된 시점으로부터 기설정된 시간이 경과한 시점의 공급수 및 온수의 온도 정보를 포함할 수 있다.

모니터링부(10)는 난방 동작 모드시 보일러 내부에 설치된 센서들 중 환수 온도 센서로부터 제공되는 환수 온도 정보를 모니터링하고, 모니터링된 결과를 이상 판단부(20)에 제공할 수 있다.

이상 판단부(20)는 동작 모드 및 모니터링부(10)로부터 제공되는 센서들의 감지 결과에 기초하여 보일러 이상을 판단하고, 판단 결과를 알림부(30)에 제공할 수 있다.

예를 들어, 이상 판단부(20)는 온수 동작 모드시 모니터링부(10)로부터 제공되는 센서들의 감지 결과(공급수 온도, 온수 온도, 직수 유량)에 기초하여 난방 고착 발생 여부를 판단하고, 난방 고착이 발생한 것으로 판단되면 보일러에 이상이 발생하였다는 판단 결과를 알림부(30)에 제공할 수 있다.

난방 고착 판단시 이상 판단부(20)는 온수 온도 설정 정보를 수신할 수 있다. 이때, 온수 온도 설정 정보는 룸 컨트롤러로부터 제공 받을 수 있으며, 사용자가 설정한 온수의 온도에 대한 정보일 수 있다.

또한, 이상 판단부(20)는 온수 동작 모드시 모니터링부(10)로부터 제공되는 센서의 감지 결과(환수 온도)와 난방 동작 모드시 모니터링부(10)로부터 제공되는 센서의 감지 결과(환수 온도)에 기초하여 온수 고착 발생 여부를 판단하고, 온수 고착이 발생한 것으로 판단되면 보일러에 이상이 발생하였다는 판단 결과를 알림부(30)에 제공할 수 있다.

이때, 난방 고착은 난방 동작에서 온수 동작으로 전환되지 않는 보일러 이상을 의미할 수 있고, 온수 고착은 온수 동작에서 난방 동작으로 전환되지 않는 보일러 이상을 의미할 수 있다. 온수 동작과 난방 동작의 전환이 되지 않는 문제는 보일러 내부에 유량 방향을 결정하는 삼방 밸브의 고장이 원인일 수 있다.

알림부(30)는 이상 판단부(20)에서 보일러에 이상이 있다고 판단되면 시각 정보 및 청각 정보 중 적어도 하나 이상의 정보로 사용자에게 보일러의 이상을 알릴 수 있다.

또한, 알림부(30)는 보일러의 안전 차단 상태를 유지할 수 있고. 서버에 점검 및 서비스를 위한 정보를 제공하거나 사용자에게 애플리케이션(APP, Application)을 통해 알림을 전달할 수 있다.

예를 들어, 알림부(30)는 스피커 및 디스플레이 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 이상 판단 장치를 구성하는 이상 판단부의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 이상 판단부(20)는 제 1 난방 고착 판단부(21), 제 2 난방 고착 판단부(22), 난방 순환 반응 시간 산출부(23), 내부 순환 반응 시간 산출부(24), 온수 고착 판단부(25) 및 판단 결과 출력부(26)를 포함할 수 있다.

제 1 난방 고착 판단부(21)는 모니터링부(10)로부터 제공되는 모니터링 결과 및 동작 모드에 기초하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제 1 난방 고착 판단부(21)는 온수 동작 모드시 난방 고착 판단 공급수 온도 정보 및 난방 고착 판단 온수 정보에 기초하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

더욱 상세히 예를 들어 설명하면, 제 1 난방 고착 판단부(21)는 온수 동작 모드시 난방 고착 판단 공급수 온도 정보에 따른 공급수 온도 변화 및 난방 고착 판단 온수 정보에 따른 온수 공급 온도 변화에 기초하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

난방 고착 상태에서 온수 동작 모드시 공급수의 온도는 상승하지만, 공급수의 열이 직수와 열교환하지 못하므로, 온수의 온도는 상승하지 못한다.

따라서, 제 1 난방 고착 판단부(21)는 온수 동작 모드시 난방 고착 판단 공급수 온도와 난방 고착 판단 공급수 기준 온도의 차가 제 1 판단 온도보다 크고(난방 고착 판단 공급수 온도 - 난방 고착 판단 공급수 기준 온도 > 제 1 판단 온도), 난방 고착 판단 온수 온도와 난방 고착 판단 온수 기준 온도의 차가 제 2 판단 온도보다 작을 경우(난방 고착 판단 온수 온도 - 난방 고착 판단 온수 기준 온도 < 제 2 판단 온도), 난방 고착이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

이때, 난방 고착 판단 공급수 온도는 온수 동작 모드 설정시부터 기준 시간이 경과한 시점의 공급수 온도일 수 있고, 난방 고착 판단 온수 온도는 온수 동작 모드 설정시부터 기준 시간이 경과한 시점의 온수 온도일 수 있다.

또한, 난방 고착 판단 공급수 기준 온도, 난방 고착 판단 온수 기준 온도, 제 1 판단 온도 및 제 2 판단 온도는 기설정된 온도 값일 수 있다.

또한, 난방 고착 판단 공급수 온도 및 난방 고착 판단 온수 온도는 모니터링부(10)로부터 제공되는 모니터링 결과로서, 모니터링부(10)는 온수 동작 모드 설정시 공급수 센서 및 온수 센서로부터 제공되는 온도 정보를 모니터링할 수 있다. 모니터링부(10)는 온수 동작 모드 설정시부터 기준 시간이 경과할 때의 공급수 온도를 난방 고착 판단 공급수 온도로서 제 1 난방 고착 판단부(21)에 제공하고, 온수 동작 모드 설정시부터 기준 시간이 경과할 때의 온수 온도를 난방 고착 판단 온수 온도로서 제 1 난방 고착 판단부(21)에 제공할 수 있다.

결국, 제 1 난방 고착 판단부(21)는 온수 동작 모드 설정시부터 기준 시간이 경과한 시점의 공급수 온도 변화와 온수 온도 변화에 기초하여 난방 고착을 판단할 수 있다.

즉, 제 1 난방 고착 판단부(21)는 온수 동작 모드 설정시부터 기준 시간이 경과한 시점에 공급수 온도의 상승폭 대비 온수 온도의 상승폭에 변화가 없다면 난방 고착이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

제 2 난방 고착 판단부(22)는 모니터링부(10)로부터 제공되는 모니터링 결과 및 동작 모드에 기초하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제 2 난방 고착 판단부(22)는 온수 동작 모드시 온수 온도 설정 정보, 온수 온도 정보, 출력 열량 정보 및 직수 유량 정보에 기초하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

더욱 상세히 예를 들어 설명하면, 제 2 난방 고착 판단부(22)는 온수 동작 모드시 온수 온도 설정 정보, 온수 온도 정보 및 출력 열량 정보에 기초하여 직수 유량을 산출하고, 산출된 직수 유량과 직수 유량 정보를 비교하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

이때, 직수 유량은 출력 열량/(온수 설정 온도 - 현재 온수 온도)/60과 같은 수식에 기초하여 산출될 수 있다. 온수 설정 온도는 온수 온도 설정 정보에 포함된 정보일 수 있고, 출력 열량은 출력 열량 정보에 포함된 정보일 수 있으며, 현재 온수 온도는 온수 온도 센서로부터 감지된 온수 온도 정보에 포함된 정보일 수 있다. 직수 유량 정보는 직수 유량 센서로부터 감지된 직수 유량을 포함할 수 있다.

즉, 제 2 난방 고착 판단부(22)는 온수 동작 모드시 모니터링부(10)로부터 제공되는 모니터링 결과(온수 동작 모드 설정시부터 기설정된 시간이 경과한 시점의 온수 온도, 온수를 데운 출력 열량) 및 사용자가 설정한 온수 온도에 기초하여 직수 유량을 산출하고, 산출된 직수 유량과 실제 직수 유량(직수 유량 센서의 감지 결과)을 비교하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

온수 동작 모드시 현재의 온수 온도를 사용자가 설정한 온수 온도에 도달시키기 위해, 보일러는 출력 열량을 높인다. 하지만, 난방 고착의 경우 출력 열량을 높여도 실제 온수의 온도는 상승하지 못한다.

따라서, 제 2 난방 고착 판단부(22)는 난방 고착시 출력 열량에 비례하는 직수 유량 산출 값과 실제 직수 유량을 비교하여 난방 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

결국, 제 2 난방 고착 판단부(22)는 온수 동작 모드로 설정된 시점부터 기준 시간이 경과한 시점에 직수 유량을 산출하고, 산출된 직수 유량과 측정된 직수 유량을 비교하여, 산출된 직수 유량과 측정된 직수 유량의 차이가 난방 고착 판단 직수 유량을 초과하면 난방 고착이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

난방 순환 반응 시간 산출부(23)는 난방 동작 모드 동작시 모니터링부(10)로부터 제공되는 모니터링 결과(온수 고착 판단 환수 온도 정보)에 기초하여 난방 순환 반응 시간을 산출할 수 있다.

이때, 온수 고착 판단 환수 온도 정보는 모니터링부(10)가 환수 온도 센서로부터 감지 결과를 모니터링하여 환수 온도가 안정화 상태라고 판단되었을 경우, 모니터링부(10)로부터 제공되는 환수 온도일 수 있다.

환수 온도의 안정화 상태 판단은 난방 동작 모드 설정 이전 기설정된 시점부터 난방 동작 모드 설정 시점까지의 환수 온도 변화량이 기설정된 변화량보다 적을 경우 환수 온도가 안정화되었다고 모니터링부(10)에 의해 판단될 수 있다.

난방 순환 반응 시간은 난방 동작 모드로 설정된 이후 단위 시간 동안의 환수 온도 변화가 기설정된 온도 변화량을 초과할 때까지의 시간을 의미할 수 있다.

즉, 난방 순환 반응 시간 산출부(23)는 난방 동작 모드 설정된 이후 단위 시간 동안 환수 온도 변화량이 기설정된 변화량을 초과할 때까지의 시간을 난방 순환 반응 시간으로 산출하여 온수 고착 판단부(25)에 제공할 수 있다.

내부 순환 반응 시간 산출부(24)는 온수 동작 모드 동작시 모니터링부(10)로부터 제공되는 모니터링 결과(온수 고착 판단 환수 온도 정보)에 기초하여 내부 순환 반응 시간을 산출할 수 있다.

이때, 온수 고착 판단 환수 온도 정보는 모니터링부(10)가 환수 온도 센서로부터 감지 결과를 모니터링하여 환수 온도가 안정화 상태라고 판단되었을 경우, 모니터링부(10)로부터 제공되는 환수 온도일 수 있다.

환수 온도의 안정화 상태 판단은 온수 동작 모드 설정 이전 기설정된 시점부터 온수 동작 모드 설정 시점까지의 환수 온도 변화량이 기설정된 변화량보다 적을 경우 환수 온도가 안정화되었다고 모니터링부(10)에 의해 판단될 수 있다.

내부 순환 반응 시간은 온수 동작 모드로 설정된 이후 단위 시간 동안의 환수 온도 변화가 기설정된 온도 변화량을 초과할 때까지의 시간을 의미할 수 있다.

즉, 내부 순환 반응 시간 산출부(24)는 온수 동작 모드 설정된 이후 단위 시간 동안 환수 온도 변화량이 기설정된 변화량을 초과할 때까지의 시간을 내부 순환 반응 시간으로 산출하여 온수 고착 판단부(25)에 제공할 수 있다.

온수 고착 판단부(25)는 난방 순환 반응 시간 산출부(23)로부터 제공되는 난방 순환 반응 시간과 내부 순환 반응 시간 산출부(24)로부터 제공되는 내부 순환 반응 시간에 기초하여 온수 고착 발생 여부를 판단할 수 있다.

온수 고착은 난방 동작 모드시 보일러는 공급수의 온도를 증가시키지만 실내 온도는 상승하지 못하는 상태를 의미하는 것으로, 이는 보일러로부터 데워진 물이 난방 배관으로 제공되지 못하는 경우 즉, 삼방 밸브가 보일러로부터 데워진 물을 난방 배관으로 유입시키지 못하기 때문에 발생할 수 있다.

온수 고착의 문제가 발생하지 않았을 경우 난방 순환 반응 시간은 내부 순환 반응 시간보다 길다. 이는 난방 순환 반응 시간은 보일러와 연결된 난방 배관을 순환한 환수의 온도 변화량에 따른 시간이고, 내부 순환 반응 시간은 보일러 내부에서만 순환되는 환수의 온도 변화량에 따른 시간이기 때문이다.

따라서, 온수 고착의 문제가 발생하지 않는 경우 난방 순환 반응 시간과 내부 순환 반응 시간의 차는 기설정된 값을 초과할 수 있다.

결국, 온수 고착 판단부(25)는 난방 순환 반응 시간과 내부 순환 반응 시간의 차를 산출하고, 산출된 값이 기설정된 값 미만이면 온수 고착이라 판단할 수 있다.

판단 결과 출력부(26)는 제 1 난방 고착 판단부(21)에서 난방 고착이라고 판단하거나 제 2 난방 고착 판단부(22)에서 난방 고착이라고 판단하거나 온수 고착 판단부(25)에서 온수 고착이라 판단하면 보일러에 이상이 발생하였다는 이상 판단 정보를 알림부(30)에 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 보일러(100)는 현열 교환기(101), 온수 열 교환기(102), 순환 펌프(103), 삼방 밸브(104), 공급수 온도 센서(105), 환수 온도 센서(106), 온수 온도 센서(107) 및 직수 유량 센서(108)를 포함할 수 있다.

현열 교환기(101)는 출력 열량에 대응하는 온도로 공급수를 가열할 수 있다.

온수 열 교환기(102)는 가열된 공급수의 열을 온수의 열로 교환하여 온수의 온도를 높일 수 있다.

순환 펌프(103)는 현열 교환기(101)에 환수를 공급할 수 있다.

삼방 밸브(104)는 현열 교환기(101)로부터 가열된 공급수를 난방 배관(110) 또는 온수 열 교환기(102)로 흐르게 할 수 있다.

공급수 온도 센서(105)는 현열 교환기(101)로부터 출력되는 가열된 공급수의 온도를 감지할 수 있다.

환수 온도 센서(106)는 순환 펌프(103)로 입력되는 환수의 온도를 감지할 수 있다.

온수 온도 센서(107)는 온수 열 교환기(102)로부터 출력되는 가열된 온수의 온도를 감지할 수 있다.

직수 유량 센서(108)는 온수 열 교환기(102)로 입력되는 직수의 유량을 감지할 수 있다.

이때, 현열 교환기(101)의 출력 배관은 삼방 밸브(104)에 연결되고, 현열 교환기(101)의 입력 배관은 순환 펌프(103)의 출력 배관과 연결될 수 있다.

삼방 밸브(104)의 제 1 배관은 현열 교환기(101)의 출력 배관과 연결되고 제 2 배관은 온수 열 교환기(102)의 제 1 입력 배관과 연결되며, 제 3 배관은 난방 배관(110)과 연결될 수 있다.

온수 열 교환기(102)의 제 1 입력 배관은 삼방 밸브(104)의 제 2 배관과 연결되고, 온수 열 교환기(102)의 제 1 출력 배관은 순환 펌프(103)의 입력 배관 및 환수 배관(104)과 공통 연결되며, 온수 열 교환기(102)의 제 2 입력 배관은 직수 배관(130)과 연결되고, 온수 열 교환기(102)의 제 2 출력 배관은 온수 배관(120)과 연결될 수 있다.

순환 펌프(103)의 출력 배관은 현열 교환기(101)의 입력 배관과 연결되고, 순환 펌프(103)의 입력 배관은 온수 열 교환기(102)의 입력 배관과 환수 배관(140)에 공통 연결될 수 있다.

공급수 온도 센서(105)는 현열 교환기(101)의 출력 배관과 삼방 밸브(104)의 제 1 배관 사이에 배치되어 현열 교환기(101)로부터 가열되어 삼방 밸브(104)로 흐르는 공급수의 온도를 감지할 수 있다.

환수 온도 센서(106)는 순환 펌프(103)의 입력 배관에 연결되어 현열 교환기(101)로 제공되는 환수의 온도를 감지할 수 있다.

온수 온도 센서(107)는 온수 열 교환기(102)의 제 2 출력 배관에 배치되어 온수 열 교환기(102)로부터 출력되는 온수의 온도를 감지할 수 있다.

직수 유량 센서(108)는 온수 열 교환기(102)의 제 2 입력 배관에 배치되어 온수 열 교환기(10)로 제공되는 직수의 유량을 감지할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 동작 모드에 따른 공급수 및 온수의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 동작 모드 중 난방 동작 모드에 따른 공급수의 흐름을 도시한 도면이다.

난방 동작 모드일 경우 현열 교환기(101)로부터 가열된 공급수는 삼방 밸브(104)를 통해 난방 배관(110)에 공급될 수 있다.

환수 배관(140)를 통해 보일러(100)로 입력되는 환수는 순환 펌프(103)를 거쳐 다시 현열 교환기(101)로 제공될 수 있다. 이때, 가열된 공급수가 난방 배관(110)를 통해 실내에 열을 전달하고, 열을 전달하여 차가워진 공급수는 환수 배관(140)를 통해 다시 보일러(100)로 공급될 수 있다. 열을 전달하여 차가워진 공급수 즉, 보일러(100)로 다시 입력되는 공급수를 환수라고 할 수 있다.

순환 펌프(103)는 현열 교환기(101)에서 가열된 물(공급수)이 난방 배관(110)를 통해 실내에 열을 전달하고 환수 배관(140)을 거쳐 다시 현열 교환기(101)로 되돌아오도록 순환시킬 수 있다.

결국, 난방 동작 모드에서는 보일러(100)에서 가열된 물이 난방 배관(110)을 거쳐 환수 배관(140)을 통해 다시 보일러(100)로 되돌아올 수 있다.

따라서, 난방 동작 모드는 보일러(100)에서 가열된 물이 보일러 외부를 통해 다시 보일러로 되돌아오는 동작 모드라고 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 동작 모드 중 온수 동작 모드에 따른 공급수의 흐름을 도시한 도면이다.

온수 동작 모드일 경우 현열 교환기(101)로부터 가열된 공급수는 삼방 밸브(104)를 통해 온수 열 교환기(102)에 공급되고, 온수 열 교환기(102) 및 순환 펌프(103)을 거쳐 다시 현열 교환기(101)로 공급될 수 있다.

온수 열 교환기(102)는 가열된 공급수의 열로 직수 배관(130)을 통해 입력되는 직수의 온도를 높이고, 높아진 온도의 직수를 온수로서 온수 배관(120)으로 출력할 수 있다.

결국, 온수 동작 모드는 보일러(100)에서 가열된 물이 보일러 내부에서만 순환하는 동작 모드라고 할 수 있다.

도 4 및 도 5를 살펴본 바와 같이, 삼방 밸브(104)는 보일러의 동작 모드에 따라 보일러 내부에서 데워진 물의 순환 방향을 결정하는 구성이다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 난방 동작 모드에서 삼방 밸브(104)는 현열 교환기(101)로부터 가열된 물을 난방 배관(110)으로 흐르게 할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 온수 동작 모드에서 삼방 밸브(104)는 현열 교환기(101)로부터 가열된 물을 온수 열 교환기(102)로 흐르게 할 수 있다.

따라서, 삼방 밸브(104)의 고장으로 인해, 동작 모드와는 무관하게 현열 교환기(101)에서 가열될 물이 난방 배관(110)으로만 흐르게 되면 이를 난방 고착이라고 하며, 현열 교환기(101)에서 가열된 물이 온수 열 교환기(102)로만 흐르게 되면 이를 온수 고착이라고 할 수 있다.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치(1000)는 보일러 내부의 센서들로부터 제공되는 감지 결과 및 동작 모드에 기초하여 난방 고착과 온수 고착을 판단하고, 난방 고착 또는 온수 고착이라 판단되면 사용자에게 보일러 이상이 발생하였음을 알릴 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치(1000)는 기존에 배치된 보일러 내부의 센서들을 이용하므로 제조 단가를 높이지 않고 보일러의 이상을 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러 이상 판단 장치(1000)를 설명하기 위한 그래프이다.

도 6은 도 2에 도시된 난방 순환 반응 시간 산출부(23) 및 내부 순환 반응 산출부(24)에서 산출되는 난방 순환 반응 시간 및 내부 순환 반응 시간에 대한 설명을 하기 위한 그래프일 수 있다.

도 6을 참조하면, 난방 동작 모드 설정시 즉, 난방 동작을 위한 연소 시작 시점으로부터 단위 시간당 환수 온도 변화량이 기설정된 온도 변화량을 초과하는 시점(환수 온도 변화 충족 시점)까지가 난방 순환 반응 시간을 의미할 수 있다.

또한, 온수 동작 모드 설정시 즉, 온수 동작을 위한 연소 시작 시점으로부터 단위 시간당 환수 온도 변화량이 기설정된 온도 변화량을 초과하는 시점(환수 온도 변화 충족 시점)까지가 내부 순환 반응 시간을 의미할 수 있다.

난방 순환 반응 시간은 난방 배관의 상태 및 길이에 따라 달라질 수 있으므로, 단위 시간당 환수 온도 변화량을 이용하여 난방 순환 반응 시간을 산출하는 것일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

1. 보일러 내부 센서들의 감지 결과를 모니터링하고, 동작 모드에 따라 모니터링 결과를 제공하는 모니터링부; 및
   상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 모니터링 결과 중 환수 온도에 기초하여 난방 순환 반응 시간 및 내부 순환 반응 시간을 산출하고, 상기 난방 순환 반응 시간 및 상기 내부 순환 반응 시간에 기초하여 보일러 이상을 판단하는 이상 판단부;
   를 포함하는 보일러 이상 판단 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 동작 모드는 온수 동작 모드 및 난방 동작 모드를 포함하며,
   상기 모니터링부는,
   상기 온수 동작 모드 또는 상기 난방 동작 모드시 상기 환수 온도의 안정화 상태를 판단하고, 상기 안정화 상태라고 판단되면 상기 환수 온도에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 모니터링부는,
   상기 온수 동작 모드 이전 기설정된 시점부터 상기 온수 동작 모드 설정시까지의 상기 환수 온도의 변화량이 기설정된 변화량보다 적을 경우 상기 환수 온도가 상기 안정화 상태라고 판단하며,
   상기 난방 동작 모드 이전 기설정된 시점부터 상기 난방 동작 모드 설정시까지의 상기 환수 온도의 변화량이 상기 기설정된 변화량보다 적을 경우 상기 환수 온도가 상기 안정화 상태라고 판단하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 이상 판단부는,
   상기 난방 동작 모드시 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 난방 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 1 기설정된 변화량을 초과할 때까지의 시간을 상기 난방 순환 반응 시간으로 산출하는 난방 순환 반응 시간 산출부,
   상기 온수 동작 모드시 상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 온수 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 2 기설정된 변화량을 초과할 때까지의 시간을 상기 내부 순환 반응 시간으로 산출하는 내부 순환 반응 시간 산출부, 및
   상기 난방 순환 반응 시간과 상기 내부 순환 반응 시간의 차가 기설정된 값 미만이면 온수 고착으로 인한 상기 보일러 이상이 발생하였다고 판단하는 온수 고착 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 보일러 내부 센서들은,
   공급수 온도 센서 및 온수 온도 센서를 포함하고,
   상기 동작 모드는 온수 동작 모드를 포함하며,
   상기 모니터링부는,
   상기 온수 동작 모드 설정시점부터 기설정된 시간이 경과한 시점의 상기 공급수 온도 센서로부터 감지된 공급수 온도에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공하며,
   상기 온수 동작 모드 설정시점부터 상기 기설정된 시간이 경과한 시점의 상기 온수 온도 센서로부터 감지된 온수 온도에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 이상 판단부는,
   상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 공급수 온도와 난방 고착 판단 공급수 기준 온도의 차가 제 1 판단 온도보다 크고,
   상기 모니터링부로부터 제공되는 상기 온수 온도와 난방 고착 판단 온수 기준 온도의 차가 제 2 판단 온도보다 작으면 난방 고착으로 인한 상기 보일러 이상이 발생하였다고 판단하는 난방 고착 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 보일러 내부 센서들은,
   온수 온도 센서 및 직수 유량 센서를 포함하고,
   상기 동작 모드는 온수 동작 모드를 포함하며,
   상기 모니터링부는,
   상기 온수 동작 모드시 상기 온수 온도 센서로부터 감지된 온수 온도 및 상기 직수 유량 센서로부터 감지된 직수 유량에 대한 정보를 상기 이상 판단부에 제공하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 이상 판단부는,
   온도 설정 정보, 출력 열량 및 상기 온수 온도 정보에 기초하여 직수 유량을 산출하고, 산출된 상기 직수 유량과 감지된 상기 직수 유량을 비교하여 난방 고착으로 인한 상기 보일러 이상이 발생하였다고 판단하는 난방 고착 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 난방 고착 판단부는,
   산출된 상기 직수 유량과 감지된 상기 직수 유량의 차이가 난방 고착 판단 직수 유량을 초과하면 상기 난방 고착이 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
   
10. 온수 동작 모드시 온수 온도를 감지하는 온수 온도 센서;
    상기 온수 동작 모드시 직수 유량을 감지하는 직수 유량 센서; 및
    온수 온도 설정 정보, 출력 열량 및 상기 온수 온도에 기초하여 직수 유량을 산출하고, 산출된 상기 직수 유량과 감지된 상기 직수 유량을 비교하여 난방 고착 발생 여부를 판단하는 난방 고착 판단부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 난방 고착 판단 장치는,
    상기 산출된 직수 유량과 상기 감지된 직수 유량의 차이가 난방 고착 판단 직수 유량을 초과하면 난방 고착이 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 장치.
    
12. 환수 온도 센서로부터 감지된 환수 온도를 모니터링하여 상기 환수 온도가 안정화 상태이면 난방 동작 모드 및 온수 동작 모드시 상기 환수 온도를 제공하는 단계;
    상기 난방 동작 모드시 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 난방 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 1 기설정된 온도 변화량을 초과할 때까지의 시간을 난방 순환 반응 시간으로 산출하는 단계;
    상기 온수 동작 모드시 제공되는 상기 환수 온도에 기초하여 상기 온수 동작 모드 설정시부터 단위 시간 동안 상기 환수 온도의 변화량이 제 2 기설정된 온도 변화량을 초과할 때까지의 시간을 내부 순환 반응 시간으로 산출하는 단계; 및
    상기 난방 순환 반응 시간과 상기 내부 순환 반응 시간을 비교하여 온수 고착 발생 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 방법.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 환수 온도를 제공하는 단계는,
    상기 난방 동작 모드 및 상기 온수 동작 모드 각각의 설정 이전 기설정된 시점부터 상기 난방 동작 모드 및 상기 온수 동작 모드 점화 시점까지의 감지된 환수 온도의 변화량이 제 3 기설정된 변화량보다 적을 경우 상기 환수 온도가 상기 안정화 상태라고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 방법.
    
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 온수 고착 발생 여부를 판단하는 단계는,
    상기 난방 순환 반응 시간과 상기 내부 순환 반응 시간의 차가 기설정된 값 미만이면 온수 고착이 발생하였다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 이상 판단 방법.

Images