KR20230126852A - 온수 예열이 가능한 온수 공급 시스템 및 이를 이용한 오동작 판별 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 온수 공급 시스템은, 직수 배관으로부터 공급받은 물을 가열하여 온수 배관에 제공하는 보일러, 및 밸브 동작 온도에 기초하여 온수 배관과 직수 배관을 연결시키거나 분리시키는 온수 순환 밸브를 포함하며, 예열 동작시 온수 배관, 온수 순환 밸브, 직수 배관 및 보일러로 순환되는 물의 유량에 기초하여 예열 시간을 학습할 수 있고, 나아가 유량 감지를 통해 별도의 장치를 구비하지 않고도 온수 순환 밸브의 오동작을 판별할 수 있다.

Description

온수 예열이 가능한 온수 공급 시스템 및 이를 이용한 오동작 판별 방법{HOT WATER SUPPLY SYSTEM CAPABLE OF PREHEATING HOT WATER AND METHOD FOR DETERMINING MALFUNCTION USING THE SAME}

본 발명은 사용자에게 적정 온도로 예열된 온수의 제공이 가능한 온수 공급 시스템 및 이를 이용한 동작 방법에 관한 것에 관한 것이다.

보일러는 열원을 이용해 가열된 물을 난방에 사용하도록 제공하거나, 온수의 형태로 배출하는 장치이다. 이러한 보일러의 열원으로, 연료와 산소의 연소 반응에 따라 다량의 열을 발생시켜 열교환기를 통해 가열된 물을 제공하는 버너가 사용될 수 있다.

보일러에서 가열된 물이 외부로 배출되는 방식으로 수요처에 제공되는 경우, 기설정된 온도의 온수가 배출되기 위해서는, 온수가 보일러로부터 수요처에 도달하는 시간만큼 기다려야 하며, 그 동안에는 직수가 배출되며 버려지게 된다. 만약, 수요처와 보일러 사이의 거리가 멀어질수록 버려지는 직수가 많아지게 되고, 기설정된 온도의 온수를 사용하기 위해서는 오랜 시간을 대기해야 한다.

한편, 종래의 예열 가능한 보일러의 경우 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간 사이의 갭이 너무 짧거나 너무 길어 실제 사용시에는 충분히 예열되지 않거나 예열 시간이 한참 지나 온도가 낮아진 물이 출수되는 경우가 많았다. 따라서 온수가 필요한 상황에서 적절한 온도의 물이 출수되도록 예열 동작 시간을 제어할 필요가 있다.

본 발명은 수요처와 보일러 사이의 거리와는 무관하게 수요처에서 기설정된 온도의 온수를 바로 사용할 수 있는 온수 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수 공급 시스템을 이용한 예열 동작 시간 학습 방법과 온수 순환 밸브의 오동작을 판별하기 위한 오동작 판단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템은, 직수 배관으로부터 공급받은 물을 가열하여 온수 배관에 제공하는 보일러; 및 밸브 동작 온도에 기초하여 상기 온수 배관과 상기 직수 배관을 연결시키거나 분리시키는 온수 순환 밸브를 포함하며, 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 순환되는 물의 유량에 기초하여 예열 시간을 학습하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 공급 시스템은, 상기 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 물을 순환시키는 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 공급 시스템은, 상기 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 순환되는 물의 유량에 기초하여 상기 예열 시간을 학습하고, 학습된 예열 시간에 기초하여 상기 온수 순환 밸브의 오작동을 판단하는 온수 공급 관리부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 공급 관리부는, 상기 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 순환되는 물의 유량을 감지하는 유량 센서; 상기 밸브 동작 온도, 예열 중지 온도 및 상기 유량 센서의 유량 정보에 기초하여 상기 예열 시간을 학습하는 예열 시간 학습부; 예열 동작 시간 정보 및 상기 유량 정보에 기초하여 상기 온수 순환 밸브의 오작동을 감지 및 판단하는 오작동 판단부; 및 학습된 상기 예열 시간에 기초하여 상기 예열 동작 시간 정보를 생성하고, 상기 오작동 판단부의 오작동 감지에 따라 에러 알림을 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 유량 센서는, 상기 직수 배관을 통해 흐르는 물의 유량을 감지하도록 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열 중지 온도는, 사용자가 설정한 온수의 온도에 대응되는 온도일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열 시간 학습부는, 상기 예열 중지 온도가 상기 밸브 동작 온도보다 높을 경우 상기 유량 센서의 유량 정보에 기초하여 상기 예열 시간을 학습할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열 시간 학습부는, 상기 예열 동작시 상기 유량 정보에 기초하여 상기 유량이 감지되면 상기 예열 시간의 카운트를 시작하고, 상기 유량이 감지되지 않으면 상기 카운트를 종료하며, 카운트 종료시의 카운팅 값을 저장할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열 시간 학습부는, 저장된 상기 카운트 값들의 이동 평균을 산출하고, 산출된 값을 상기 예열 시간으로 학습할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열 시간 학습부는, 상기 예열 동작시 상기 예열 시간의 카운트가 시작된 이후 상기 유량 정보에 기초한 현재 유량이 기설정된 유량을 초과하면 시작된 카운트를 초기화시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 오작동 판단부는, 상기 예열 동작 시간 정보에 기초하여 상기 예열 동작이 종료되었음을 판단하고, 상기 예열 동작이 종료되고 기설정된 시간이 경과한 이후에도 상기 유량 정보에 기초하여 현재 유량이 감지되면 상기 온수 순환 밸브의 오작동으로 판단할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 동작 방법은, 예열 요청을 확인하는 단계; 순환 펌프를 가동시키는 단계; 온수 순환 경로의 유량을 감지하는 단계; 상기 순환 펌프가 가동되어 상기 온수 순환 경로의 유량이 감지될 경우, 카운트를 시작하고, 감지된 유량을 저장하는 단계; 상기 온수 순환 경로의 유량이 감지되지 않을 경우 시작된 카운트를 중지시키고, 카운트 값을 저장하는 단계; 및 저장된 카운트 값들의 이동 평균을 산출하여 예열 시간으로 학습하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 순환 경로는, 보일러로부터 가열된 물이 온수 배관, 온수 순환 밸브, 직수 배관을 통해 다시 상기 보일러로 환수되는 경로일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 순환 밸브는, 상기 온수 순환 경로를 순환하는 물의 온도가 밸브 동작 온도보다 낮을 경우 상기 온수 배관과 상기 직수 배관을 연결시키고, 상기 온수 순환 경로를 순환하는 물의 온도가 상기 밸브 동작 온도보다 높을 경우 상기 온수 배관과 상기 직수 배관을 분리시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 공급 시스템의 동작 방법은, 현재 감지되는 유량이 기설정된 유량을 초과할 경우, 사용자가 온수를 사용하고 있다고 판단하고, 시작된 카운트를 초기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 기설정된 유량은, 저장된 유량과 허용 오차를 기준으로 설정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 온수 공급 시스템의 동작 방법은, 학습된 상기 예열 시간과 설정된 시간을 모두 경과한 이후에도 상기 온수 순환 경로의 유량이 감지되면 사용자에게 상기 온수 순환 밸브의 고장을 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 공급 시스템은 사용자가 설정한 온도의 온수를 사용자가 수요처에서 바로 제공 받을 수 있도록 하고, 최적의 예열 동작 시간을 학습하여 온수 순환 경로의 물 온도를 일정한 범위 이내에서 유지함으로써, 사용자의 온수 사용 만족도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 온수 공급 시스템을 이용한 오동작 판단 방법은 별도의 장치를 구비하지 않고, 온수 순환 밸브의 오동작을 판별할 수 있어, 온수 공급 시스템의 설치 단가를 높이지 않으면서도 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에 구성되는 보일러의 구성을 개략적으로 도시한 도면일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 온수 예열 동작을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에 구성되는 온수 공급 관리부의 구성을 개략적으로 도시한 도면일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에 구성되는 온수 공급 관리부의 동작을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도를 도시한 도면일 수 있다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면일 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템은 보일러(10), 온수 순환 밸브(20) 및 순환 펌프(30)를 포함할 수 있다.

보일러(10)는 난방수 공급 배관(1), 난방 환수 배관(2), 가스 배관(3), 배수 배관(4), 온수 배관(5) 및 직수 배관(6) 각각에 연결될 수 있다.

보일러(10)는 가스 배관(3)으로부터 가스를 공급 받아 물을 가열하여 설정된 온도의 난방수와 온수를 생성할 수 있다. 이때, 보일러(10)의 연료로서, 가스를 예를 들어 설명하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

보일러(10)는 가열된 물을 난방수로서 난방수 공급 배관(1)에 공급하여, 설정된 온도의 난방수를 난방 수요처(난방 코일 또는 라디에이터)에 공급할 수 있다. 또한, 보일러(10)는 난방 수요처를 거쳐 온도가 낮아진 난방수를 난방 환수 배관(2)를 통해 난방 환수로서 제공받아 재가열하여 난방수로서 난방수 공급 배관(1)에 재공급할 수 있다.

결국, 보일러(10)는 사용자가 설정한 온도에 대응하는 온도의 난방수를 난방수 공급 배관(1), 난방 수요처 및 난방 환수 배관(2)으로 순환시킬 수 있어, 사용자가 설정한 난방 수요처의 온도를 유지시킬 수 있다.

보일러(10)는 보일러(10) 내부에서 순환되는 물을 배수 배관(4)을 통해 배출시킬 수 있다. 예를 들어, 보일러(10)는 난방 수요처를 거쳐 순환되는 난방수를 배수 배관(4)을 통해 배출시킬 수 있다.

보일러(10)는 가열된 물을 온수로서 온수 배관(5)에 공급하여, 설정된 온도의 온수를 온수 수요처(7, 8, 9)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 온수 수요처(7, 8, 9)는 싱크대(7), 욕조(8) 및 세면대(9) 등 온수를 사용하는 장소의 수전을 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템은 가열된 물을 난방 수요처 및 온수 수요처(7, 8, 9)에 제공하는 보일러(10)를 예로 설명하지만, 가열된 물을 온수 수요처(7, 8, 9)에만 제공하는 온수기를 포함할 수도 있다.

보일러(10)와 온수 수요처(7, 8, 9) 각각은 직수 배관(6)에 연결될 수 있고, 직수 배관(6)으로부터 직수를 공급 받을 수 있다.

이때, 온수 수요처(7, 8, 9)와 연결된 온수 배관(5)과 직수 배관(6) 사이에 온수 순환 밸브(20)가 배치될 수 있다.

온수 순환 밸브(20)는 온수 배관(5)의 온수가 기설정된 온도(밸브 동작 온도) 미만일 경우 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 물리적으로 연결(OPEN)시키고, 온수 배관(5)의 온수가 기설정된 온도(밸브 동작 온도) 이상일 경우 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 물리적으로 분리시킬 수 있다. 이때, 온수 순환 밸브(20)는 온수 수요처(7, 8, 9) 중 말단의 수요처 즉, 세면대(9)에 배치된 것을 예로 설명하지만, 온수 순환 밸브(20)의 배치 위치를 한정한 것은 아님을 밝혀둔다. 온수 순환 밸브(20)는 크로스 오버 밸브(crossover valve)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 온수 순환 밸브(20)는 온수 배관(5)의 온수가 기설정된 온도 미만일 경우 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 연결시켜, 온수 배관(5)의 온수를 직수 배관(6)으로 흐르게 할 수 있다.

한편, 온수 순환 밸브(20)는 온수 배관(6)의 온수가 기설정된 온도 이상일 경우 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 분리시켜, 온수 배관(5)의 온수가 직수 배관(6)으로 흐르는 것을 중지시킬 수 있다.

순환 펌프(30)는 직수 배관(6)을 통해 직수를 보일러(10)에 공급할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템은 일반적인 온수 공급 시스템과 동일하게 사용자가 온수를 사용할 경우 설정된 온도의 온수를 온수 수요처에 제공하는 온수 제어 동작을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템은 사용자가 설정한 온수 사용 시간 또는 온수 사용이 예상되는 시간 전에 직수를 가열한 온수가 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)으로 순환되도록 제어하는 예열 제어 동작을 수행할 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 예열 제어 동작을 통해, 사용자가 온수 수요처에서 온수를 사용할 경우 설정된 온도의 온수를 바로 사용할 수 있어 사용자의 온수 사용 만족도가 향상될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에 구성되는 보일러의 구성을 개략적으로 도시한 도면일 수 있다.

도 2를 참조하면, 보일러(10)는 버너(11), 급탕 열 교환기(12), 온도 센서(13), 유량 센서(14), 펌프(15) 및 3방 밸브(16)를 포함할 수 있다.

버너(11)는 펌프(14)로부터 공급되는 난방 환수를 가열하여 3방 밸브(16)로 데워진 물을 공급할 수 있다.

급탕 열 교환기(12)는 직수 배관(6)으로부터 공급된 직수를 가열하고, 가열된 직수를 온수로서 온수 배관(5)에 공급할 수 있다.

이때, 직수 배관(6)으로부터 급탕 열 교환기(12)에 공급되는 직수의 온도와 유량은 직수 배관(6)에 설치된 온도 센서(13)와 유량 센서(14)에 의해 감지될 수 있다.

펌프(14)는 난방 수요처를 거쳐 난방 환수 배관(2)으로 되돌아오는 난방 환수를 버너(11)에 제공할 수 있다.

3방 밸브(16)는 버너(11)에 의해 가열된 물이 난방수로서 난방 배관(1)에 제공되거나, 급탕 열 교환기(12)를 거쳐 펌프(15)에 제공되도록 제어될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 온수 예열 동작을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면일 수 있다.

도 3의 A)는 정상적인 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 보일러(10)는 예열 동작 시간 동안 예열 제어 동작을 통해 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 통해 순환되는 물을 가열할 수 있다.

예열 제어 동작을 통해, 사용자의 온수 사용 예상 시간 전에 온수 배관(5)으로부터 온수 수요처에 제공되는 온수의 온도를 높여 놓음으로써, 사용자가 온수 예상 시간에 온수를 사용할 경우. 온수 배관(5)의 찬물을 버리지 않고 바로 설정된 온도의 온수를 사용할 수 있다.

도 3의 B)와 C)는 예열 동작 시간이 비정상적으로 결정되는 경우를 도시한 것이다.

도 3의 B)는 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간이 겹쳐지는 경우를 도시한 것이다.

온수 배관(5)으로부터 온수 수요처에 공급되는 온수는 덜 데워지고, 사용자가 온수 사용 예상 시간에 온수를 사용할 경우 차가운 물을 사용하게 될 수 있다.

도 3의 C)는 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간 사이의 시간 차가 너무 큰 경우를 도시한 것이다.

온수 배관(5)으로부터 온수 수요처에 공급되는 온수는 예열 동작 시간 동안 가열되어 예열 중지 온도에 도달하였지만, 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간 사이의 시간 차가 너무 크기 때문에, 사용자가 온수 사용 예상 시간에 온수를 사용할 경우 차가운 물을 사용하게 될 수 있다.

사용자가 온수 사용 예상 시간에 온수를 사용할 경우, 온수 배관(5)에 채워진 차가운 물을 사용하지 않고 바로 설정된 온도의 온수를 사용하게 함으로써, 사용자의 온수 사용 만족도를 향상시키기 위해서는 도 3의 A)와 같이 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간이 결정되어야 한다.

따라서, 사용자의 온수 사용 만족도를 향상시키기 위해서는 정확한 예열 동작 시간이 학습되어야 한다.

이때, 일반적인 예열 동작 시간은 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 통해 순환되는 온수의 온도가 예열 중지 온도에 도달하는 시간일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에 구성되는 온수 공급 관리부의 구성을 개략적으로 도시한 도면일 수 있다.

도 4를 참조하면, 온수 공급 관리부(100)는 온도 센서(13), 유량 센서(14), 예열 시간 학습부(101), 오작동 판단부(102) 및 제어부(103)를 포함할 수 있다.

온도 센서(13)는 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 통해 순환되는 온수의 온도를 감지할 수 있다.

유량 센서(14)는 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 통해 순환되는 온수의 유량을 감지할 수 있다.

이때, 온도 센서(13) 및 유량 센서(14)는 도 2에 도시된 바와 같이, 직수 배관(6)에 설치될 수 있으며, 온도 센서(13) 및 유량 센서(14)는 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 통해 순환되는 온수의 온도 및 유량을 측정하기 위한 것이므로, 온수 배관(5)에 설치될 수도 있다.

예열 시간 학습부(101)는 온도 센서(13) 및 유량 센서(14)로부터 온수의 온도 정보 및 유량 정보를 제공 받을 수 있다.

예열 시간 학습부(101)는 온도 정보, 유량 정보, 밸브 동작 온도 및 예열 중지 온도에 기초하여 예열 시간을 학습할 수 있다.

예를 들어, 예열 시간 학습부(101)는 밸브 동작 온도가 예열 중지 온도보다 낮을 경우 온도 정보 및 유량 정보에 기초하여 예열 시간을 학습할 수 있다.

한편, 예열 시간 학습부(101)는 밸브 동작 온도가 예열 중지 온도보다 높을 경우 예열 시간 학습을 중지할 수 있다.

이때, 밸브 동작 온도는 온수 순환 밸브(20)가 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 연결시키거나 분리시키는 온도이고, 예열 중지 온도는 사용자가 설정한 온수의 온도에 대응되는 온도 값을 갖는 온도일 수 있다.

즉, 예열 시간 학습부(101)는 사용자가 설정한 온수 온도에 대응되는 예열 중지 온도가 밸브 동작 온도보다 높을 경우만 온수의 온도 정보와 유량 정보에 기초하여 예열 시간을 학습하도록 구성될 수 있다.

이하, 예열 시간 학습부(101)는 예열 중지 온도가 밸브 동작 온도보다 높을 경우에 대한 설명이다.

예열 시간 학습부(101)는 유량 정보에 기초하여 온도 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)으로 순환되는 온수의 유량이 감지되면 예열 시간의 카운팅을 시작할 수 있다.

또한, 예열 시간 학습부(101)는 예열 시간의 카운팅이 시작된 이후 순환되는 온수의 온도가 예열 중지 온도에 도달하거나, 순환되는 온수의 유량이 기설정된 시간동안 감지되지 않으면 예열 시간의 카운팅을 중지할 수 있다.

예열 시간 학습부(101)는 예열 시간의 카운팅 값(시작부터 중지)을 기설정된 회수만큼 저장할 수 있으며, 저장된 예열 시간의 카운팅 값들의 이동 평균(예를 들어, 최근에 저장된 5개의 카운팅 값)을 산출하고, 산출된 값을 예열 시간으로 제어부(103)에 제공할 수 있다.

예를 들어, 예열 시간 학습부(101)는 온도 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)으로 순환되는 온수의 유량이 감지되면 카운팅을 시작하고, 순환되는 온수의 유량이 기설정된 시간 동안 감지되지 않으면 카운팅을 중지하며, 카운팅된 값의 최근 5회 평균 값을 산출하여 산출된 값을 예열 시간으로 제어부(103)에 제공할 수 있다.

오작동 판단부(102)는 예열 동작 시간 정보에 기초하여 예열 동작 제어가 종료되고 기설정된 시간 경과한 이후에도 온수가 순환되는 유량이 감지되면 온수 순환 밸브의 오동작이 감지되었다는 정보를 제어부(103)에 제공할 수 있다.

제어부(103)는 예열 시간 학습부(101)로부터 예열 시간을 제공 받아 예열 동작 시간 정보를 생성할 수 있다. 이때, 예열 동작 시간 정보는 도 3의 A)에 도시된 예열 동작 시간을 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(103)는 예열 시간 학습부(101)로부터 제공받은 예열 시간에 기초하여 온수 사용 예상 시간보다 얼마만큼 전에 예열 동작 제어를 수행할 것인지, 예열 동작 시간과 온수 사용 예상 시간 사이의 시간차를 결정할 수 있다.

또한, 제어부(103)는 오동작 판단부(102)로부터 오동작 감지에 대한 정보를 제공 받으면 스피커 또는 디스플레이를 통해 사용자에게 에러 알림을 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에 구성되는 온수 공급 관리부의 동작을 설명하기 위한 그래프를 도시한 도면일 수 있다.

도 5의 A)는 도 4의 예열 시간 학습부(101)가 예열 시간을 학습하는 경우(예열 중지 온도가 밸브 동작 온도보다 높을 경우)를 나타내는 그래프이고, 도 5의 B)는 도 4의 예열 시간 학습부(101)가 예열 시간을 학습하지 않는 경우(예열 중지 온도가 밸브 동작 온도보다 낮을 경우)를 나타내는 그래프일 수 있다.

도 5의 A)는 밸브 동작 온도가 예열 중지 온도보다 낮은 경우, 예열 동작 시간이 되면 순환 펌프(30)가 동작하여 보일러(10), 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 거쳐 다시 보일러(10)로 온수가 순환될 수 있다. 이때, 보일러(10)는 직수 배관(6)을 통해 환수되는 온수를 재가열함으로, 보일러(10), 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 거쳐 다시 보일러(10)로 순환되는 온수의 온도는 지속적으로 높아질 수 있다.

순환 펌프(30)가 동작하여 온수의 순환 유량이 감지되면 예열 시간의 카운팅이 시작될 수 있다.

순환되는 온수의 온도가 밸브 동작 온도보다 높아지면 온수 순환 밸브(20)는 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 물리적으로 분리시켜 온수가 순환되는 것을 차단할 수 있다.

온수의 순환이 차단되면 유량 센서(14)는 유량을 감지하지 못하며, 유량 센서(14)로부터 기설정된 시간동안(예를 들어, 30초) 유량이 감지되지 않으면 예열 시간의 카운팅을 중지할 수 있다.

예열 시간 학습부(101)는 카운팅된 값을 저장하며, 최근에 저장된 기설정된 개수의 카운팅 값들의 평균을 산출하고, 산출된 평균 값을 예열 시간으로 제어부(103)에 제공할 수 있다.

제어부(103)는 예열 시간 학습부(101)로부터 제공되는 예열 시간과 사용자의 온수 사용 예상 시간에 기초하여 예열 동작 시간을 결정할 수 있다.

또한, 오동작 판단부(102)는 제어부(103)로부터 제공되는 예열 동작 시간 정보 및 유량 센서(14)로부터 제공되는 순환되는 온수의 유량에 기초하여 온수 순환 밸브(20)의 오작동을 판단할 수 있다.

예를 들어, 오작동 판단부(102)는 예열 동작 시간이 종료되고 기설정된 시간(시간 GAP)이 경과한 경우에도 유량 센서(14)로부터 유량이 감지되면 온수 순환 밸브(20)의 오작동(고장)으로 판단하고, 판단된 정보(오작동 감지)를 제어부(103)에 제공할 수 있다.

도 5의 B)는 예열 중지 온도가 밸브 동작 온도보다 낮을 경우의 예열 제어 동작을 설명하는 것으로, 도 4의 예열 시간 학습부(101)에서는 도 5의 B)에 도시된 예열 시간 즉, 예열 제어 동작이 수행된 시간을 학습하지 않는다.

보일러(10)는 순환되는 온수의 온도를 예열 중지 온도까지 상승시키며, 순환되는 온수의 온도가 예열 중지 온도에 도달하면 온수의 가열(예열)를 중지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도를 도시한 도면일 수 있다.

특히, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템을 이용한 예열 시간 학습 방법 및 오동작 판별 방법을 설명하기 위한 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템을 이용한 예열 시간 학습 방법은 예열 요청 확인 단계(S1), 순환 펌프 가동 단계(S2), 제 1 유량 감지 판단 단계(S3), 제 1 시간 경과 판단 단계(S4), 카운트 시작 단계(S5), 유량 저장 단계(S6), 제 2 유량 감지 판단 단계(S7), 제 2 시간 경과 판단 단계(S8), 카운트 종료 단계(S9), 이동 평균 산출 단계(S10), 순환 펌프 정지 단계(S11), 유량 판단 단계(S12) 및 카운트 초기화 단계(S13)를 포함할 수 있다.

예열 요청 확인 단계(S1)는 예열 요청 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

만약, 예열 요청 확인 단계(S1)에서 예열 요청이 확인되면(Y) 순환 펌프 가동 단계(S2)를 수행시킬 수 있다.

한편, 예열 요청 확인 단계(S1)에서 예열 요청이 확인되지 않으면(N) 예열 요청이 확인될 때까지 예열 요청 확인 단계(S1)이 수행될 수 있다.

순환 펌프 가동 단계(S2)는 순환 펌프(30)를 가동(동작)시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 보일러(10)로부터 가열된 물(온수)은 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20), 직수 배관(6)를 거쳐 다시 보일러(10)로 환수될 수 있다. 즉, 예열 요청이 확인되면 보일러(10)는 물을 가열시켜 온수 배관(10)으로 출수하고, 가열된 물(온수)은 온수 배관(10)을 통해 온수 순환 밸브(20)을 거쳐 직수 배관(6)으로 제공되고, 직수 배관(6)을 통해 다시 보일러(10)로 환수될 수 있다. 예열 동작 제어시 온수는 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)으로 구성된 순환 경로로 순환될 수 있다. 또한, 순환 펌프 가동 단계(S2)가 수행된 직후에는 온수 배관(5)으로부터 온수 순환 밸브(20)에 도달하는 온수의 온도가 밸브 동작 온도 이하이므로, 온수 순환 밸브(20)는 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 물리적으로 연결시킨 상태일 수 있다.

제 1 유량 감지 확인 단계(S3)는 온수 배관(5), 온수 순환 밸브(20) 및 직수 배관(6)을 포함하는 예열 동작시의 온수 순환 경로의 유량을 감지 및 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

만약, 제 1 유량 감지 확인 단계(S3)에서 예열 동작시의 온수 순환 경로의 유량이 감지되어, 온수 순환 경로가 형성되었다고 확인되면(Y) 카운트 시작 단계(S5)가 수행될 수 있다.

한편, 제 1 유량 감지 확인 단계(S3)에서 예열 동작시의 온수 순환 경로의 유량이 감지되지 않아, 온수 순환 경로가 형성되지 않았다고 확인되면(N) 제 1 시간 경과 판단 단계(S4)가 수행될 수 있다.

제 1 시간 경과 판단 단계(S4)는 기설정된 시간동안(예를 들어, 30초) 예열 동작시의 온수 순환 경로의 유량 감지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

만약, 제 1 시간 경과 판단 단계(S4)에서 기설정된 시간동안 예열 동작시의 온수 순환 경로의 유량이 감지되지 않을 경우(N) 순환 펌프 정지 단계(S11)를 수행시킬 수 있다. 이러한 경우는 온수 배관(5)을 거쳐 온수 순환 밸브(20)에 도달한 온수의 온도가 밸브 동작 온도보다 높은 경우로서, 순환 펌프(30)는 가동이 중지되고 예열 동작은 종료될 수 있다.

한편, 제 1 시간 경과 판단 단계(S4)에서 기설정된 시간이 경과하기 전에 유량이 감지되면(N) 제 1 유량 감지 확인 단계(S3)를 거쳐 카운트 시작 단계(S5)가 수행될 수 있다.

카운트 시작 단계(S5)는 예열 시간의 학습을 위해 예열 시간의 카운트를 시작하는 단계를 포함할 수 있다.

카운트 시작 단계(S5)가 수행된 이후 유량 저장 단계(S6)가 수행될 수 있다.

유량 저장 단계(S6)는 제 1 유량 감지 판단 단계(S3)에서 예열 동작시 온수 순환 경로로 순환하는 온수의 감지된 유량을 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

제 2 유량 감지 판단 단계(S7)는 예열 동작시 온수 순환 경로로 온수가 순환하는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

즉, 제 2 유량 감지 판단 단계(S7)는 예열 동작시 순환 펌프(30)가 가동된 이후 온수 순환 경로의 유량 감지 여부를 판단하여 온수 순환 경로가 지속적 형성되어 있는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

만약, 제 2 유량 감지 판단 단계(S7)에서 유량이 감지되지 않을 경우(N) 제 2 시간 경과 판단 단계(S8)가 수행될 수 있다.

한편, 제 2 유량 감지 판단 단계(S7)에서 유량이 감지되면 유량 판단 단계(S12)가 수행될 수 있다.

제 2 시간 경과 판단 단계(S8)는 기설정된 시간동안(예를 들어, 30초) 예열 동작시의 온수 순환 경로의 유량 감지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

만약, 제 2 시간 경과 판단 단계(S8)에서 유량 감지가 되지 않는 시간이 기설정된 시간(예를 들어, 30초)을 경과할 경우(Y) 카운트 종료 단계(S9)가 수행될 수 있다.

한편, 제 2 시간 경과 판단 단계(S8)에서 기설정된 시간동안 유량이 감지될 경우(N) 제 2 유량 감지 판단 단계(S7)를 거쳐 유량 판단 단계(S12)가 수행될 수 있다.

카운트 종료 단계(S9)는 카운트 시작 단계(S5)에서 시작된 카운트를 종료시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 카운트 종료 단계(S9)에서 카운트가 종료되면 카운트 시작 단계(S5)부터 카운트된 카운트 값이 저장될 수 있다.

이동 평균 산출 단계(S10)는 저장된 카운트 값들(예를 들어, 최근에 저장된 기설정된 회수의 카운트 값들)의 평균 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 이동 평균 산출 단계(S10)에서 산출된 카운트 값들의 평균 값은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 예열 동작 시간으로 이용될 수 있다.

이동 평균 산출 단계(S10) 이후 순환 펌프 정지 단계(S11)가 수행될 수 있다.

순환 펌프 정지 단계(S11)는 순환 펌프(30)의 가동을 정지시키는 단계로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템의 예열 동작이 종료되었음을 의미하는 단계일 수 있다.

유량 판단 단계(S13)는 예열 동작시 온수 순환 경로에 순환되는 온수의 유량(현재 유량)이 기설정된 유량(예를 들어, 유량 저장 단계(S6)에서 저장된 유량 + 허용 오차)을 초과하는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

만약, 유량 판단 단계(S13)에서 감지되는 현재의 유량이 기설정된 유량을 초과하지 않을 경우(N) 제 2 유량 감지 판단 단계(S7)가 수행될 수 있다.

한편, 유량 판단 단계(S12)에서 감지되는 현재의 유량이 기설정된 유량을 초과할 경우(Y) 카운트 초기화 단계(S13)가 수행될 수 있다.

카운트 초기화 단계(S13)는 카운트 시작 단계(S5)에서 시작된 카운트 값을 초기화시키는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 유량 판단 단계(S12)에서 현재의 유량이 기설정된 유량을 초과한 경우 사용자가 온수를 사용하는 경우로 판단하고, 카운트 시작 단계(S5)에서 시작된 카운트 값을 초기화시킬 수 있다.

카운트 초기화 단계(S13) 이후 순환 펌프 정지 단계(S11)가 수행될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템을 이용한 예열 시간 학습 방법은 예열 요청이 확인된 이후 순환 펌프가 가동되어 온수 순환 경로의 유량이 감지되면 카운트를 시작하고, 온수 순환 경로의 유량이 감지되지 않을 때 카운트를 종료하며, 카운팅된 카운트 값을 저장할 수 있다.

이후, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템을 이용한 예열 시간 학습 방법은 저장된 카운트 값들의 이동 평균 값을 산출함으로써, 예열 시간을 학습할 수 있다.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템 및 이를 이용한 예열 시간 학습 방법은, 정상적으로 동작하는 온수 순환 밸브(예를 들어, 예열 동작시 밸브 동작 온도보다 낮은 온도에서 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 연결하고, 밸브 동작 온도보다 높은 온도에서 온수 배관(5)과 직수 배관(6)을 분리시킴)의 밸브 동작 온도까지 온수 순환 경로의 온도를 높이는 예열 동작 제어를 수행하며, 예열 시간을 학습할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템 및 이를 이용한 오동작 판별 방법은 학습된 예열 시간을 경과한 이후에도 유량이 감지되면 온수 순환 밸브(20)의 고장으로 판단하고, 사용자에게 온수 순환 밸브의 고장(에러)을 알릴 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (17)

1. 직수 배관으로부터 공급받은 물을 가열하여 온수 배관에 제공하는 보일러; 및
   밸브 동작 온도에 기초하여 상기 온수 배관과 상기 직수 배관을 연결시키거나 분리시키는 온수 순환 밸브;
   를 포함하며,
   예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 순환되는 물의 유량에 기초하여 예열 시간을 학습하는 온수 공급 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 물을 순환시키는 순환 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 순환되는 물의 유량에 기초하여 상기 예열 시간을 학습하고, 학습된 예열 시간에 기초하여 상기 온수 순환 밸브의 오작동을 판단하는 온수 공급 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 온수 공급 관리부는,
   상기 예열 동작시 상기 온수 배관, 상기 온수 순환 밸브, 상기 직수 배관 및 상기 보일러로 순환되는 물의 유량을 감지하는 유량 센서;
   상기 밸브 동작 온도, 예열 중지 온도 및 상기 유량 센서의 유량 정보에 기초하여 상기 예열 시간을 학습하는 예열 시간 학습부;
   예열 동작 시간 정보 및 상기 유량 정보에 기초하여 상기 온수 순환 밸브의 오작동을 감지 및 판단하는 오작동 판단부; 및
   학습된 상기 예열 시간에 기초하여 상기 예열 동작 시간 정보를 생성하고, 상기 오작동 판단부의 오작동 감지에 따라 에러 알림을 제공하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 유량 센서는,
   상기 직수 배관을 통해 흐르는 물의 유량을 감지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 예열 중지 온도는,
   사용자가 설정한 온수의 온도에 대응되는 온도인 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 예열 시간 학습부는,
   상기 예열 중지 온도가 상기 밸브 동작 온도보다 높을 경우 상기 유량 센서의 유량 정보에 기초하여 상기 예열 시간을 학습하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 예열 시간 학습부는,
   상기 예열 동작시 상기 유량 정보에 기초하여 상기 유량이 감지되면 상기 예열 시간의 카운트를 시작하고, 상기 유량이 감지되지 않으면 상기 카운트를 종료하며, 카운트 종료시의 카운팅 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 예열 시간 학습부는,
   저장된 상기 카운트 값들의 이동 평균을 산출하고, 산출된 값을 상기 예열 시간으로 학습하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 예열 시간 학습부는,
    상기 예열 동작시 상기 예열 시간의 카운트가 시작된 이후 상기 유량 정보에 기초한 현재 유량이 기설정된 유량을 초과하면 시작된 카운트를 초기화시키는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
    
11. 제 4 항에 있어서,
    상기 오작동 판단부는,
    상기 예열 동작 시간 정보에 기초하여 상기 예열 동작이 종료되었음을 판단하고, 상기 예열 동작이 종료되고 기설정된 시간이 경과한 이후에도 상기 유량 정보에 기초하여 현재 유량이 감지되면 상기 온수 순환 밸브의 오작동으로 판단하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.
    
12. 예열 요청을 확인하는 단계;
    순환 펌프를 가동시키는 단계;
    온수 순환 경로의 유량을 감지하는 단계;
    상기 순환 펌프가 가동되어 상기 온수 순환 경로의 유량이 감지될 경우, 카운트를 시작하고, 감지된 유량을 저장하는 단계;
    상기 온수 순환 경로의 유량이 감지되지 않을 경우 시작된 카운트를 중지시키고, 카운트 값을 저장하는 단계; 및
    저장된 카운트 값들의 이동 평균을 산출하여 예열 시간으로 학습하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템의 동작 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온수 순환 경로는,
    보일러로부터 가열된 물이 온수 배관, 온수 순환 밸브, 직수 배관을 통해 다시 상기 보일러로 환수되는 경로인 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템의 동작 방법.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 온수 순환 밸브는,
    상기 온수 순환 경로를 순환하는 물의 온도가 밸브 동작 온도보다 낮을 경우 상기 온수 배관과 상기 직수 배관을 연결시키고,
    상기 온수 순환 경로를 순환하는 물의 온도가 상기 밸브 동작 온도보다 높을 경우 상기 온수 배관과 상기 직수 배관을 분리시키는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템의 동작 방법.
    
15. 제 12 항에 있어서,
    현재 감지되는 유량이 기설정된 유량을 초과할 경우, 사용자가 온수를 사용하고 있다고 판단하고, 시작된 카운트를 초기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템의 동작 방법.
    
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기설정된 유량은,
    저장된 유량과 허용 오차를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템의 동작 방법.
    
17. 제 13 항에 있어서,
    학습된 상기 예열 시간과 설정된 시간을 모두 경과한 이후에도 상기 온수 순환 경로의 유량이 감지되면 사용자에게 상기 온수 순환 밸브의 고장을 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템의 동작 방법.

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