WO2013168926A1 - 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법 - Google Patents

사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법 Download PDF

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허창회
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Definitions

  • the present invention relates to a hot water preheating control method of the water heater according to the user's hot water usage pattern, more specifically, preheating the hot water only during the time required to use hot water based on the cumulative average value of the hot water usage pattern of the user using the water heater or boiler.
  • the present invention relates to a method of controlling hot water preheating of a water heater according to a user's hot water use pattern, which shortens the hot water supply time to a set temperature and prevents waste of cold water discarded before using hot water.
  • Combustors equipped with a hot water supply system include a boiler and a water heater.
  • a boiler used in a general home or a public building is used for heating or hot water
  • a water heater is a device for supplying hot water to a user conveniently by heating the water directly to a predetermined temperature within a short time.
  • These boilers and water heaters are configured to combust through burners using oil or gas as fuel, and then heat water using combustion heat generated during the combustion process, and provide the heated water according to the needs of the user. .
  • a boiler and a water heater include a heat exchanger having a direct water inlet pipe through which cold water is supplied, and a burner that mixes and burns fuel and air sucked into the blower to heat the cold water supplied through the direct water inlet pipe,
  • a hot water temperature controller including a hot water supply pipe for supplying hot water heated by a heat exchanger, the user can set a desired temperature, and the combustion operation of the water heater based on an input signal of a set temperature input by the user through the hot water temperature controller. And a controller for controlling the flow of hot water is provided.
  • the hot water since the preheating function of the hot water is not provided, the hot water from the moment when the user opens the hot water tap after operating the switch of the hot water temperature controller and operating the set temperature when using hot water
  • the flow sensor installed in the supply pipe detects the flow of hot water, and the controller receives the flow sensor's signal to control the burner's combustion and the operation of the circulation pump.
  • the hot water is heated to an appropriate temperature, the cold water is discharged and discarded as it is, so that the waste of water energy is incurred, and the user has to wait until the hot water is supplied at an appropriate temperature, so the use of hot water is inconvenient.
  • the hot water preheating control method when the user opens the actual hot water tap and uses hot water, the hot water heated to the set temperature can be shortened and the amount of cold water discarded can be reduced. During the heating time for preheating the hot water until the hot water tap is actually opened after the operation, the user has to wait without using hot water, which is inconvenient to use hot water.
  • the present invention has been made to solve the above problems, by grasping the hot water usage pattern of the water heater user to perform the pre-heating operation of the set hot water by the user to open the hot water outlet to use the hot water heated to the set temperature when using the hot water It provides convenience for using hot water by shortening the supply time, and provides a method of preheating the hot water of the water heater according to the user's hot water usage pattern that can save energy by minimizing the discard of cold water below the set temperature before using hot water.
  • the purpose is.
  • Another object of the present invention is to simplify the control structure for preheating the hot water of the water heater by allowing the preheating operation of the hot water to be performed based on the user's hot water use pattern even without a separate time setting device for preheating the hot water. It is to provide a hot water preheating control method of the water heater.
  • Hot water preheating control method of the water heater according to the user's hot water use pattern of the present invention for realizing the above object, the first step of determining whether to use hot water based on the flow rate detection signal of the flow sensor; A second step of calculating the hot water use time for each set time interval when it is determined that the hot water is being used in the first step; A third step of calculating a cumulative average time of using hot water for each of the time periods by calculating the hot water use time of the second step for each day for a set number of days; And a fourth step of determining a hot water use pattern of the user from the accumulated average time of hot water use for each time interval calculated in the third step, and performing a preheating operation set for each time interval according to the hot water use pattern while the hot water is not used. do.
  • the preheating operation set for each time period may be performed on the basis of the hot water use time for each time interval calculated on the day before the first day in a period before the first days period in the third step.
  • the cumulative average time of hot water use for each time period calculated in the third step may be configured to perform the fourth step based on the newly calculated cumulative average time for hot water use for each time period after two passes of the number of days. Can be.
  • the time interval is set in units of 1 hour
  • the preheating operation set in the fourth step when the average cumulative time of using hot water for 1 hour is 5 minutes or less, the preheating operation is not performed. If the average cumulative use time of hot water is over 5 minutes and less than 10 minutes, preheating operation is performed 10 minutes before the start time of the relevant time interval, and if the average cumulative time for using hot water for 1 hour is more than 10 minutes and less than 20 minutes
  • the preheating operation is performed an unlimited number of times from 10 minutes before the start time of the corresponding time interval, and when the average cumulative time of using hot water for 1 hour is 20 minutes or more, the preheating operation is performed an unlimited number of times from the starting time of the corresponding time interval 10 minutes before
  • the circulation pump may be configured to continuously operate.
  • the number of days period may be configured to set in units of seven days.
  • the user's hot water usage time is calculated for each set time interval and the cumulative average time of hot water usage for the set number of days is calculated for each time interval for the user's hot water.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water heater to which the present invention is applied;
  • Figure 2 is a flow chart of the hot water preheating control method of the water heater according to the user's hot water usage pattern according to the present invention.
  • heat exchanger 160 water tank
  • hot water tap 181 first temperature sensor
  • the water heater 100 to which the present invention is applied is connected to one side of a hot water circulation tube 101 and a hot water circulation tube 101 through which hot water is circulated along the hot water circulation tube 101.
  • the hot water circulation pipe 101 Burner 140 for mixing and burning the air and fuel introduced through the gas supply pipe 141 to heat the low-temperature direct water flowing through the flow sensor 130, the direct water inlet pipe 102 to detect whether or not the flow rate ) Is provided with a heat exchanger 150, a water tank 160 that absorbs the heat of combustion of the burner 140 in the heat exchanger 150, the heated hot water is stored, and a hot water tap that is opened by a user's operation to tap the hot water 170, to detect the temperature of the water flowing into the heat exchanger 150
  • the circulation pump 110 stores data on the user's hot water usage time, calculates the average hot water usage time, and controls the operation of the circulation pump 110 and the combustion operation of the burner 140 to preheat the hot water based on the user's hot water usage pattern. It may be configured to include a control unit (not shown).
  • the user preheats the hot water in accordance with the pattern of the hot water heater 100 and the hot water use time in the time zone during the 24 hours a day, and preheating the water heater during the time when no hot water is used at all.
  • the operation By controlling the operation to be stopped, unnecessary waste of energy is prevented, and hot water heated to a set temperature when using hot water is configured to be quickly supplied to a user.
  • the controller calculates the current time zone (S3), and divides the time from 0 o'clock to 24 o'clock in one hour unit on the basis of one day to determine which section of the time interval divided by one hour unit (S4). ).
  • the flow rate information signal detected by the flow rate sensor 130 is sent to the control unit, the control unit determines that the hot water is in use by the input flow rate information signal, so that the direct water passing through the heat exchanger 150 can be heated to a set temperature.
  • the combustion operation of the burner 140 is controlled (S6).
  • the controller calculates the time for using hot water for each of the set time periods, calculates the hot water use time for each of the set days, and calculates the cumulative average time for using hot water for each of the time periods (S7). This step is described with reference to [Table 1] below.
  • one day is divided into 24 sections using 1 hour as a basic unit, hot water usage time is calculated for each time section, and average time for hot water usage for 1 week (7 days) is calculated for each 1 hour section.
  • the hot water use time for Days 1 and 2 is 15 minutes, 20 minutes for Day 3, 10 minutes for Days 4 and 5, and Day 6
  • the cumulative average time of hot water use for 7 days is 10 minutes.
  • the calculation of the other time intervals and the calculation of the cumulative average time of using hot water in the time intervals are also calculated in the same manner.
  • the hot water use time is calculated for each set time interval, and the cumulative average time of hot water use for the set number of days is calculated, so that the user's hot water use pattern for which time and how many minutes the user uses hot water is calculated. Is determined.
  • the warm water preheating operation according to the user's hot water use pattern determined based on the cumulative average time of hot water use of the user obtained in the above-mentioned step (S7) is performed (S9).
  • the warm water preheating operation may be performed by giving a weight according to the hot water use time for each time section based on the user's hot water use pattern.
  • the reference time means a time during the corresponding time interval.
  • the time interval of one day may be set in units of one hour, and when the average cumulative time for using hot water for one hour is 5 minutes or less, the preheating operation may not be performed. This is to prevent unnecessary waste of energy by performing the preheating operation because the hot water use time is insignificant.
  • the preheating operation is set to be performed only once, 10 minutes before the reference time.
  • the preheating operation is performed by the circulation pump 110 so that water is circulated along the hot water circulation pipe 101 and the water is heated while passing through the heat exchanger 150 by the combustion of the burner 140 to heat the hot water circulation pipe 101.
  • the operation of the circulation pump 110 and the combustion operation of the burner 140 are performed only once until the temperature of the water circulated according to the preheating target temperature is reached.
  • the temperature of the water circulated along the hot water circulation pipe 101 may be detected by the first to third temperature sensors (181, 182, 183).
  • the preheating operation is set to be performed without limit the number of times from 10 minutes before the reference time. That is, the operation of the circulation pump 110 and the combustion operation of the burner 140 are stopped at a time point when the preheating operation is completed once and the temperature of the water flowing in the hot water circulation pipe 101 reaches the preheating target.
  • the operation of the circulation pump 110 and the combustion operation of the burner 140 are resumed to provide a hot water circulation pipe ( 101)
  • the preheating operation is performed until the temperature of the water inside reaches the preheating target temperature.
  • the preheating operation is performed an unlimited number of times before the start time of the corresponding time interval, but the circulating pump even when the temperature of the preheated hot water reaches the preheating target temperature 110) can be configured to continuously operate. That is, in the case of the general preheating operation, the operation of the circulation pump 110 and the combustion operation of the burner 140 may be performed together or stopped together, but in this case, the temperature of the water flowing inside the hot water circulation pipe 101 is the preheating target. Even when the combustion of the burner 140 is stopped by reaching the temperature, the circulation pump 110 is configured to continuously operate, whereby the second temperature sensor 182 is located when the operation of the circulation pump 110 is stopped.
  • the hot water circulation pipe in which the third temperature sensor 183 after passing the hot water temperature inside the hot water circulation pipe 101 near the heat exchanger 150 and the water tank 160 relatively far from the heat exchanger 150 is located ( 101) solved the problem that the deviation between the hot water temperature inside occurs.
  • the circulation pump 110 continuously operates the combustion of the burner 140 in a state of being continuously operated. Resume to perform the preheating operation until the temperature of the water in the hot water circulation pipe 101 reaches the preheating target temperature.
  • the preheating operation set for each time section may be performed. After the set number of days has elapsed and the cumulative average time of hot water use for each time period has elapsed, it is updated to the newly obtained cumulative average time for hot water use for each time period during the set number of days, and based on the updated usage pattern. It may be configured to perform the preheating operation set as described above.
  • one day is divided into 24 hours, and the cumulative average time of hot water use time is calculated for 7 days.
  • the setting is not limited thereto, and may be set to shorter or longer time intervals and days, and the present invention may be applied to not only a water heater but also a hot water supply device such as a boiler.

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Abstract

본 발명의 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법은, 유량센서의 유량 감지신호를 기준으로 온수 사용 여부를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계에서 온수 사용중인 것으로 판단된 경우 온수 사용 시간을 설정된 시간 구간별로 산출하는 제2단계; 상기 제2단계의 온수 사용 시간을 설정된 일수 기간 동안 일수 별로 산출하여 상기 일수 기간 동안의 온수 사용 누적 평균 시간을 시간 구간별로 산출하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 산출된 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간으로부터 사용자의 온수 사용 패턴을 결정하고, 온수 미사용 중에는 상기 온수 사용 패턴에 따라 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하는 제4단계;를 포함한다.

Description

사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법
본 발명은 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온수기나 보일러를 사용하는 사용자의 온수 사용 패턴의 누적 평균값을 기준으로 온수 사용이 필요한 시간대에만 온수의 예열 동작이 수행되도록 제어함으로써 설정된 온도로의 온수공급 시간을 단축함과 아울러 온수 사용전에 버려지는 차가운 물의 낭비를 방지할 수 있도록 하는 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법에 관한 것이다.
온수 공급 시스템을 구비한 연소기기에는 크게 보일러와 온수기를 들 수 있다. 일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 사용되고, 온수기는 직수를 단시간 내에 소정의 온도로 가열시켜 사용자가 편리하게 온수를 사용할 수 있도록 공급하는 장치이다.
이러한 보일러 및 온수기는 기름 또는 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물을 사용자의 필요에 따라 제공하도록 구성되어 있다.
일반적으로 보일러 및 온수기에는, 냉수가 공급되는 직수유입관과, 상기 직수유입관을 통해 공급되는 냉수를 가열할 수 있도록 송풍기에 흡입된 공기와 연료를 혼합시켜 연소시키는 버너가 구비된 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 가열된 온수를 공급하기 위한 온수공급관을 포함하고, 사용자가 원하는 온도를 설정할 수 있는 온수온도조절기와, 사용자가 온수온도조절기를 통해 입력한 설정온도의 입력신호를 기준으로 온수기의 연소 동작 및 온수의 흐름을 제어하는 콘트롤러가 구비되어 있다.
그러나 이와 같이 구성된 종래 일반적인 보일러 또는 온수기에서는 온수의 예열기능이 구비되어 있지 않음에 따라 온수 사용시 사용자가 온수온도조절기의 스위치를 온(ON)시키고 설정 온도로 조작한 후에 온수 꼭지를 열게되는 순간부터 온수공급관에 설치되는 유량센서에서 온수의 흐름을 감지하게 되며, 콘트롤러는 유량센서의 신호를 입력받아 버너의 연소 및 순환펌프의 작동을 제어하게 되므로, 사용자가 온수 꼭지를 열고 난 후에 온수 운전이 작동되어 온수가 적정한 온도로 가열되는 시간 동안에는 온수 꼭지를 통해서 차가운 물이 배출되어 그대로 버려지게 되므로 물 에너지의 낭비를 초래하고 사용자는 적정 온도의 온수가 공급될 때까지 기다려야 하므로 온수 사용이 불편한 문제점이 있었다.
또한 일반적으로 예열 기능을 설정하였을 경우에는 온수를 사용하지 않는 경우에도 계속해서 예열 동작을 하게 되므로 에너지가 낭비되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로, 등록특허 제10-0422856호에는 온수 예열설정키를 작동시키면 온수 꼭지의 작동 유무에 무관하게 중간순환수의 온도를 이미 설정해 놓은 온수예열 설정온도에 이를 때까지 온수 예열 연소 동작을 실시하되 설정된 예열 제한 시간이 경과되면 예열 작동이 종료되도록 하는 온수예열 제어방법이 개시되어 있다.
이와 같은 온수예열 제어방법에 의하면, 사용자가 실제 온수 꼭지를 열어 온수를 사용할 때 설정 온도로 가열된 온수의 출탕시간을 단축시키고 버려지는 차가운 물의 양을 줄일 수 있는 이점은 있으나, 사용자가 예열설정키를 작동시킨 후에 실제로 온수 꼭지를 열때까지의 온수 예열을 위한 가열 시간 동안에는 사용자가 온수를 사용하지 않고 대기해야 하므로 온수 사용에 불편함이 따르게 된다.
또한 온수를 사용하기 전에 예열 기능을 선택하고 온수 사용을 완료했을 경우 다시 예열 기능을 중단시키는 조작을 수동으로 수행해야 하므로 사용이 불편할 뿐만 아니라 예열 시간을 설정하기 위해서는 콘트롤러 내부에 별도의 타이머 기능을 구비해야 하므로 콘트롤러의 구조가 복잡해지고 온수 예열 시간의 설정 작업이 번거로운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온수기 사용자의 온수 사용 패턴을 파악하여 설정된 온수의 예열 동작을 수행하도록 함으로써 사용자가 온수 배출구를 열어 온수를 사용할 때 설정 온도로 가열된 온수의 공급 시간을 단축시킴으로써 온수 사용에 편리함을 제공함과 아울러 온수 사용전 설정 온도 이하의 차가운 물이 버려지는 것을 최소화함으로써 에너지를 절감할 수 있는 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 온수 예열을 위해 별도의 시간 설정 장치를 구비하지 않더라도 사용자의 온수 사용 패턴을 기준으로 하여 온수의 예열 동작이 수행되도록 함으로써 온수기의 온수 예열을 위한 제어 구조를 단순화할 수 있는 온수기의 온수 예열 제어방법을 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법은, 유량센서의 유량 감지신호를 기준으로 온수 사용 여부를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계에서 온수 사용중인 것으로 판단된 경우 온수 사용 시간을 설정된 시간 구간별로 산출하는 제2단계; 상기 제2단계의 온수 사용 시간을 설정된 일수 기간 동안 일수 별로 산출하여 상기 일수 기간 동안의 온수 사용 누적 평균 시간을 시간 구간별로 산출하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 산출된 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간으로부터 사용자의 온수 사용 패턴을 결정하고, 온수 미사용 중에는 상기 온수 사용 패턴에 따라 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하는 제4단계;를 포함한다.
이 경우 상기 제3단계에서의 최초 일수 기간이 경과되기 전까지의 기간 중에는 해당 일자의 전날에 산출된 시간 구간별 온수 사용 시간을 기준으로 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 제3단계에서 산출되는 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간은 상기 일수 기간의 2회 경과 후에는 새롭게 산출된 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간을 기준으로 상기 제4단계를 수행하는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 제2단계에서 시간 구간은 1시간 단위로 설정하고, 상기 제4단계에서 설정된 예열 동작은, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 5분 이하인 경우는 예열 동작을 수행하지 않고, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 5분 초과 10분 이하인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전에 1회의 예열 동작을 수행하며, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 10분 초과 20분 이하인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한 없이 수행하고, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 20분 이상인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한 없이 수행하되 예열된 온수의 온도가 예열 목표 온도에 도달한 경우에도 순환펌프를 연속 가동시키는 것으로 구성될 수 있다.
또한 상기 일수 기간은 7일 단위로 설정하는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법에 의하면, 사용자의 온수 사용 시간을 설정된 시간 구간별로 산출하고 설정된 일수 동안의 온수 사용 누적 평균 시간을 시간 구간별로 산출하여 사용자의 온수 사용 패턴을 결정한 후에 이를 기준으로 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하도록 함으로써 온수 사용 시 설정 온도의 온수를 신속하게 공급할 수 있게 되어 온수 사용의 편리함을 증대시키고 버려지는 차가운 물의 양을 최소화하여 에너지 낭비를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 사용자의 온수 사용 패턴을 자동으로 인식하여 설정된 온수 예열 동작을 수행할 수 있게 되므로 온수 예열의 제어를 위해 별도의 타이머 설정이 불필요하게 되어 온수 예열을 위한 제어 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 온수기의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법의 순서도이다.
**부호의 설명**
100 : 온수기 101 : 온수 순환관
102 : 직수 유입관 110 : 순환펌프
120 : 체크밸브 130 : 유량센서
140 : 버너 141 : 가스공급관
150 : 열교환기 160 : 물탱크
170 : 온수 꼭지 181 : 제1온도센서
182 : 제2온도센서 183 : 제3온도센서
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 온수기(100)는, 내부를 따라 온수가 순환되는 온수순환관(101), 온수순환관(101)의 일측으로 연결되어 온수순환관(101)을 따라 흐르는 온수에 직수를 공급하기 위한 직수유입관(102), 온수순환관(101)을 따라 흐르는 물의 흐름방향을 일방향으로 제한하는 체크밸브(120), 온수순환관(101) 내부를 따라 흐르는 물의 흐름 여부 및 유량을 감지하는 유량센서(130), 직수유입관(102)을 통해 유입되는 저온의 직수를 가열할 수 있도록 가스공급관(141)을 통해 유입되는 공기와 연료를 혼합시켜 연소시키는 버너(140)가 구비된 열교환기(150), 열교환기(150)에서 버너(140)의 연소열을 흡수하여 가열된 온수가 저장되는 물탱크(160), 사용자의 조작에 의해 개방되어 온수를 출탕하는 온수 꼭지(170), 열교환기(150)로 유입되는 물의 온도를 검출하는 제1온도센서(181)와, 열교환기(150)를 통과한 물의 온도를 검출하는 제2온도센서(182)와, 물탱크(160)에 저장된 후 온수 꼭지(170)로 이동되는 물의 온도를 검출하는 제3온도센서(183)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 사용자의 온수 사용 시간에 대한 데이터를 저장하고 온수 사용 평균 시간을 산출하고 이에 따른 사용자의 온수 사용 패턴을 기준으로 온수 예열을 위한 순환 펌프(110)의 작동 및 버너(140)의 연소 동작을 제어하는 제어부(미도시됨)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 온수기(100)에서의 온수 예열 제어방법을 도 2의 순서도를 참조하여 설명한다.
본 발명에서는 사용자가 하루 24시간 중 온수기(100)를 사용하는 시간대와, 그 시간대에서의 온수 사용 시간의 패턴에 맞추어 온수의 예열 동작이 수행되도록 하고, 온수를 전혀 사용하지 않는 시간대에는 온수기의 예열 동작이 중단되도록 제어함으로써 불필요한 에너지의 낭비를 방지하고, 온수 사용시 설정 온도로 가열된 온수를 사용자에게 신속하게 공급할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
먼저, 온수기 사용을 최초로 시작하는 경우, 먼저 온수기의 전원을 온(ON)시키고(S1), 제어부에 사용자의 온수 사용 패턴에 대한 데이터가 남아 있지 않는 상태로 시스템을 초기화시킨다(S2).
제어부에서는 현재 시간대를 계산하고(S3), 1일을 기준으로 0시부터 24시까지를 1시간 단위로 구분하여 현재의 시간이 1시간 단위로 구분된 시간 구간 중 어느 구간에 해당하는지를 판단한다(S4).
그리고 사용자가 온수모드를 설정하고 온수의 사용을 위해 온수 꼭지(170)를 열게 되면, 순환펌프(110)가 작동됨과 동시에 직수유입관(102)을 통해 직수가 유입되면서 유량센서(130)에서는 물의 유량 변동을 감지하게 된다(S5).
유량센서(130)에서 감지된 유량정보신호는 제어부로 송출되며, 제어부는 입력된 유량정보신호에 의해 온수 사용중인 것으로 판단하고, 열교환기(150)를 통과하는 직수가 설정된 온도까지 가열될 수 있도록 버너(140)의 연소 동작을 제어하게 된다(S6).
그리고 제어부에서는 온수가 사용되는 시간을 설정된 시간 구간별로 산출하고, 온수 사용 시간을 설정된 일수 기간 동안 일수 별로 산출하여 일수 기간 동안의 온수 사용 누적 평균 시간을 시간 구간별로 산출하게 된다(S7). 이 단계를 아래 [표 1]을 참조하여 설명한다.
표 1
시간일차 0-1 1-2 2-3 3-4 ..... 20-21 21-22 22-23 23-24
1 15분 20분 미사용 미사용 ..... 40분 미사용 미사용 미사용
2 15분 미사용 미사용 미사용 ..... 30분 미사용 미사용 미사용
3 20분 30분 미사용 미사용 ..... 30분 미사용 미사용 미사용
4 10분 30분 미사용 미사용 ..... 20분 미사용 미사용 미사용
5 10분 20분 미사용 미사용 ..... 20분 미사용 미사용 미사용
6 미사용 5분 미사용 미사용 ..... 35분 미사용 미사용 미사용
7 미사용 35분 미사용 미사용 ..... 35분 미사용 미사용 미사용
온수사용누적평균시간 10분 20분 0분 0분 ..... 30분 0분 0분 0분
본 실시예에서는 1시간을 기본 단위로 하여 1일을 24 구간으로 구분하고, 각 시간 구간별로 온수 사용 시간을 산출하고, 1주일(7일) 간의 온수 사용 평균 시간을 1시간 구간별로 산출하였다.
위 [표 1]에서 0시부터 1시까지의 시간 구간을 예로 들어 설명하면, 1일차와 2일차의 온수 사용 시간은 15분, 3일차는 20분, 4일차와 5일차는 10분, 6일차와 7일차는 온수를 사용하지 않은 경우에 7일간의 온수 사용 누적 평균 시간은 10분으로 산출된다. 기타 시간 구간별 산출 및 그 시간 구간에서의 온수 사용 누적 평균 시간의 산출도 이와 동일한 방법으로 계산된다.
이와 같이 온수의 사용중에는 설정된 시간 구간별로 온수 사용 시간이 산출되고, 설정된 일수 동안의 온수 사용 누적 평균 시간이 산출됨으로써, 사용자가 어느 시간대에 몇 분 동안 온수를 사용하는지에 대한 사용자의 온수 사용 패턴이 결정된다.
유량센서(130)에서 감지되는 유량정보에 의해 온수 사용중이 아닌 것으로 판단되는 경우에는 온수의 예열이 필요한지 여부를 판단하게 된다(S8).
이 경우 전술한 (S7)단계에서 얻어진 사용자의 온수 사용 누적 평균 시간을 기준으로 하여 결정된 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수 예열 동작을 수행하게 되며(S9), 일실시예로 아래 [표 2]에서와 같이 사용자의 온수 사용 패턴을 기준으로 시간 구간별로 온수 사용 시간에 따라 가중치를 두어 온수 예열 동작이 수행될 수 있다.
표 2
온수 사용 누적 평균 시간 온수 예열 동작
20분 이상 기준 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한없이 수행하되, 연소 조건에 관계없이 순환펌프를 연속 가동하고, 연소 조건이면 버너 연소 동작 수행
10 ~ 20분 기준 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한없이 수행
5 ~ 10분 기준 시간 10분 전 1회의 예열 동작 수행
5분 이하 예열 동작하지 않음
여기서, 기준 시간이란 해당 시간 구간 동안의 시간을 의미한다.
본 실시예에서는 1일의 시간 구간을 1시간 단위로 설정하고, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 5분 이하인 경우는 예열 동작을 수행하지 않는 것으로 설정될 수 있다. 이는 온수 사용 시간이 미미한 경우이므로 예열 동작의 수행에 의한 불필요한 에너지의 낭비를 방지하기 위함이다.
1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 5분 초과 10분 이하인 경우는 기준 시간 10분 전에 1회에 한하여 예열 동작을 수행하는 것으로 설정된다. 여기서 예열 동작은 순환 펌프(110)가 작동되어 온수순환관(101)을 따라 물이 순환되고 버너(140)의 연소에 의해 열교환기(150)를 통과하면서 물이 가열되어 온수순환관(101)을 따라 순환되는 물의 온도가 예열 목표 온도에 도달하게 되는 시점까지 1회에 한하여 순환펌프(110)의 작동과 버너(140)에서의 연소 동작이 이루어지게 된다. 이때 온수순환관(101)을 따라 순환되는 물의 온도는 제1 내지 제3온도센서(181,182,183)에서 감지될 수 있다.
1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 10분 초과 20분 이하인 경우는 기준 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한 없이 수행하는 것으로 설정된다. 즉, 1회의 예열 동작이 완료되어 온수순환관(101)을 흐르는 물의 온도가 예열 목표에 도달하게 되는 시점에서 순환펌프(110)의 작동 및 버너(140)의 연소 동작이 중단되며, 일정 시간이 경과되어 온수순환관(101) 내부의 물의 온도가 예열 목표 온도로부터 설정된 온도 범위 이하의 온도로 떨어지게 되면, 다시 순환펌프(110)의 작동 및 버너(140)의 연소 동작을 재개하여 온수순환관(101) 내부의 물의 온도가 예열 목표 온도에 도달할 때까지 예열 동작을 수행하게 된다.
1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 20분 이상인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한 없이 수행하되, 예열된 온수의 온도가 예열 목표 온도에 도달한 경우에도 순환펌프(110)를 연속 가동시키는 것으로 구성될 수 있다. 즉, 일반적인 예열 동작의 경우에는 순환펌프(110)의 작동과 버너(140)의 연소 동작이 함께 수행되거나 함께 중단되도록 구성되지만, 이 경우에는 온수순환관(101) 내부를 흐르는 물의 온도가 예열 목표 온도에 도달하여 버너(140)의 연소가 중단되는 경우라도 순환펌프(110)는 연속적으로 가동되도록 구성함으로써, 순환펌프(110)의 가동이 중단되는 경우에 제2온도센서(182)가 위치하는 열교환기(150) 근방의 온수순환관(101) 내부의 온수 온도와 열교환기(150)로부터 상대적으로 멀리 떨어진 물탱크(160)를 지난 후의 제3온도센서(183)가 위치하는 온수순환관(101) 내부의 온수 온도 간의 편차가 발생하는 문제를 해결하였다.
그리고 일정 시간이 경과되어 온수순환관(101) 내부의 물의 온도가 예열 목표 온도로부터 설정된 온도 범위 이하의 온도로 떨어지게 되면, 순환펌프(110)는 연속적으로 가동되는 상태에서 버너(140)의 연소 동작을 재개하여 온수순환관(101) 내부의 물의 온도가 예열 목표 온도에 도달할 때까지 예열 동작을 수행하게 된다.
한편, 본 발명에서는 온수기의 초기 작동시 설정된 일수 기간(1주일)이 경과되기 전까지의 기간 중에는 온수 사용 누적 평균 시간에 대한 데이터가 산출되지 않은 상태이므로 해당 일자의 전날에 산출된 시간 구간별 온수 사용 시간을 기준으로 전술한 바와 같이 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 그리고 설정된 일수 기간이 경과되어 그 기간 동안의 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간이 경과된 후에는 다시 설정된 일수 기간 동안에 새롭게 얻어진 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간으로 갱신하고, 갱신된 사용 패턴을 기준으로 하여 전술한 바와 같이 설정된 예열 동작을 수행하는 것으로 구성될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 1일을 24시간으로 구분하고, 7일 동안의 온수 사용 시간의 누적 평균 시간을 산출하는 경우를 예로 들었으나, 1일의 시간 구간 설정과 온수 사용 누적 평균 시간 산출의 일수 설정은 이에 한정되는 것은 아니며, 더 짧거나 긴 시간 구간 및 일수로 설정될 수 있으며, 본 발명은 온수기 뿐만 아니라 보일러 등 온수 공급 장치에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.

Claims (5)

  1. 유량센서의 유량 감지신호를 기준으로 온수 사용 여부를 판단하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 온수 사용중인 것으로 판단된 경우 온수 사용 시간을 설정된 시간 구간별로 산출하는 제2단계;
    상기 제2단계의 온수 사용 시간을 설정된 일수 기간 동안 일수 별로 산출하여 상기 일수 기간 동안의 온수 사용 누적 평균 시간을 시간 구간별로 산출하는 제3단계; 및
    상기 제3단계에서 산출된 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간으로부터 사용자의 온수 사용 패턴을 결정하고, 온수 미사용 중에는 상기 온수 사용 패턴에 따라 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하는 제4단계;
    를 포함하는 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계에서의 최초 일수 기간이 경과되기 전까지의 기간 중에는 해당 일자의 전날에 산출된 시간 구간별 온수 사용 시간을 기준으로 시간 구간별로 설정된 예열 동작을 수행하는 것을 특징으로 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계에서 산출되는 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간은 상기 일수 기간의 2회 경과 후에는 새롭게 산출된 시간 구간별 온수 사용 누적 평균 시간을 기준으로 상기 제4단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계에서 시간 구간은 1시간 단위로 설정하고,
    상기 제4단계에서 설정된 예열 동작은, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 5분 이하인 경우는 예열 동작을 수행하지 않고, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 5분 초과 10분 이하인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전에 1회의 예열 동작을 수행하며, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 10분 초과 20분 이하인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한 없이 수행하고, 1시간 동안의 온수 사용 평균 누적 시간이 20분 이상인 경우는 해당 시간 구간의 시작 시간 10분 전부터 예열 동작을 횟수 제한 없이 수행하되 예열된 온수의 온도가 예열 목표 온도에 도달한 경우에도 순환펌프를 연속 가동시키는 것을 특징으로 하는 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 일수 기간은 7일 단위로 설정하는 것을 특징으로 하는 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법.
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