멀티온수기의 병렬운전 제어방법

멀티온수기의 병렬운전 제어방법{The Method Of Controlling Parallel Operation of Muti-Water Heater}

본 발명은 멀티온수기의 병렬운전 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 설정온도와 직수온도의 온도차를 이용하여 멀티온수기의 운전효율을 향상시킬 수 있는 멀티온수기의 병렬운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 멀티온수기는 다수개의 가정용 소형 온수기를 병렬로 연결하여 대형 온수기의 용량을 갖도록 한 것으로서, 대형 온수기와는 달리 별도의 온수기 관리 인력이 필요하지 않고 누구나 관리할 수 있는 장점을 가진다. 또한 멀티온수기는 가정용 소형 온수기를 사용함으로써 협소한 공간에 설치가 가능하고 유지보수 및 관리가 간편한 이점이 있다. 또한 멀티온수기는 사용자가 설정한 온도로 변화시키기 위한 필요열량에 따라 다수개의 온수기가 순차적으로 가동되기 때문에 에너지 절감 측면에서 우수한 면이 있다.

이와 같이 사용자가 설정한 온도에 따라 변하는 필요열량에 따라 다수개의 온수기가 순차적으로 운전되는 것을 병렬운전이라고 한다.

종래의 병렬운전 시 멀티온수기의 제어방법은 각 온수기가 가지는 용량의 일정비(이하에서는 '가동기준값'이라 칭함) 이상으로 각 온수기가 가동되면 정지중인 온수기를 추가로 가동시키고, 각 온수기가 가지는 용량의 일정비(이하에서는 '정지기준값'이라 칭함) 이하로 각 온수기가 가동되면 운전중인 온수기를 추가로 정지시키게 된다.

그러나 이와 같이 정지 중인 온수기를 가동시키거나 가동 중인 온수기를 정지시키는데 있어 가동기준값 및 정지기준값이 고정되어 있을 경우 사용환경 및 사용조건에 따라 비효율적인 운전이 이루어질 수 있다.

예를 들어 온수기 용량이 48000kcal/h이고, 가동 기준값이 온수기 용량의 80% 이며, 여름철과 같이 설정온도와 직수온도의 온도차가 13℃(설정온도가 43℃, 직수온도가 30℃) 정도인 경우 정지 중인 온수기를 추가로 가동시키기 위해서는 아래에서 계산한 바와 같이 분당 49.2리터 이상의 유량이 사용되어야 한다.

그러나 현실적으로 분당 49리터 정도의 유량이 하나의 온수기 내부를 통해 흐르는 것은 어려운 일이다. 따라서 설정온도와 직수온도의 온도차가 13℃이고 가동 기준값이 온수기 용량의 80% 이상인 경우 멀티온수기의 병렬운전 제어시에 정지 중인 온수기가 추가적으로 가동되어야 함에도 불구하고 온수기가 추가적으로 가동되지 못함으로써 멀티온수기가 비효율적으로 운전되는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 멀티온수기의 병렬운전 제어시에 멀티온수기의 사용환경 및 사용조건에 따라 효율적인 운전이 행해지도록 하는 멀티온수기의 병렬운전 제어방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법은 다수개의 온수기가 병렬로 연결된 멀티온수기의 병렬운전 제어방법에 있어서, 멀티온수기로 유입되는 직수온도를 측정하는 단계; 사용자가 설정한 설정온도를 감지하는 단계; 상기 설정온도와 상기 직수온도의 온도차를 산출하는 단계; 상기 산출된 온도차에 따라 각 온수기를 추가로 가동시키기 위한 가동기준값 및 각 온수기를 추가로 정지시키기 위한 정지기준값을 변화시키는 단계;및 상기 변화된 가동기준값 및 정지기준값을 기준으로 멀티온수기의 병렬운전을 제어하는 단계;를 포함한다.

또한 상기 산출된 온도차에 따라 적어도 하나의 온수기를 추가로 가동 또는 정지시킨다.

또한 상기 산출된 온도차에 비례하여 상기 가동기준값 및 정지기준값을 선형적으로 변화시킨다.

또한 상기 가동기준값은 1대의 온수기를 추가로 가동시키는 기준값인 제1가 동기준값과 2대의 온수기를 추가로 가동시키기 위한 기준값인 제2가동기준값을 포함하고, 상기 제1가동기준값의 기울기는 상기 제2가동기준값보다 크다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법에 의하면 멀티온수기의 사용환경 및 사용조건이 변화되더라도 설정온도와 직수온도의 온도차를 이용하여 가동기준값 및 정지기준값을 변화시킴으로써 멀티온수기의 병렬운전시 효율을 높일 수 있는 장점을 가진다.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법이 사용되는 멀티온수기를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 멀티온수기(10)의 개별적인 제1 내지 제n온수기(10-1~10-n)는 직수입구(2)와 온수출구(4)가 각각 공통으로 연결되어 있다. 상기 직수입구(2)에는 제1온도센서(5)가 구비되어 직수입구(2)를 통해 유입되는 직수의 온도를 측정하고, 상기 온수출구(4)에는 제2온도센서(30)가 구비되어 온수의 온도를 측정하게 된다. 한편 사용자가 사용하는 온수의 유량은 온수출구(4) 측에 설치된 유량센서(40)에 의해 측정된다.

그리고 멀티온수기(10)의 온수제어부(50)는 온도센서(30)의 출력값을 입력받아 설정된 온수온도에 따라 멀티온수기(10)의 제1 내지 제n온수기들(10-1~10-n)을 선택적으로 미리 작동시켜 온수탱크(20)의 온수를 설정한 온도로 유지하여 항상 일정한 온도가 되도록 제어한다.

한편, 도 1에 도시된 멀티온수기(10)는 사용자가 설정한 설정온도와 멀티온수기(10)로 유입되는 직수온도의 온도차에 따라 정지중인 온수기를 추가로 가동시키는 기준이 되는 가동기준값과 운전중인 온수기를 추가로 정지시키는 기준이 되는 정지기준값을 변화시키게 된다.

좀더 구체적으로 가동기준값은 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 1대의 온수기를 추가로 가동시키는 기준값이 되는 제1가동기준값과 2대의 온수기를 추가로 가동시키는 기준값이 되는 제2가동기준값으로 구분할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 멀티온수기(10)의 병렬운전을 제어할 때 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 제1, 2가동기준값 및 정지기준값이 변화되는 것을 보인 그래프이다.

본 실시 예에서는 2개의 가동기준값 및 1개의 정지기준값이 설정된 것을 보였으나 2개 이상의 가동기준값 및 2개 이상의 정지기준값이 설정될 수 있다.

제1, 2가동기준값 및 정지기준값은 설정온도와 직수온도의 온도차에 비례하여 선형적으로 변화한다. 또한 제1가동기준값의 기울기는 제2가동기준값보다 크게 설정되어 있다.

이하에서는 도 1에 도시된 멀티온수기(10)의 병렬운전을 제어하는 3가지 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

첫째, 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 온수기를 1대 추가로 가동시키는 경우이다. 이때, 도 2에 도시된 그래프에서 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 1대의 온수기를 추가로 가동시키는 제1가동기준값은 선 A를 따라 선형적으로 변하게 된다.

아래 테이블은 설정온도와 직수온도의 온도차가 15℃에서 45℃로 변화할 때 몇개 지점에서의 제1가동기준값을 나타낸 것이다.

둘째, 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 온수기를 2대 추가로 가동시키는 경우이다. 이때, 도 2에 도시된 그래프에서 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 2대의 온수기를 추가로 가동시키는 제2가동기준값은 선 B를 따라 선형적으로 변하게 된다.

아래 테이블은 설정온도와 직수온도의 온도차가 15℃에서 45℃로 변화할 때 몇개 지점에서의 제2가동기준값을 나타낸 것이다.

셋째, 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 온수기를 1대 추가로 정지시키는 경우이다. 이때, 도 2에 도시된 그래프에서 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 1대의 온수기를 추가로 정지시키는 정지기준값은 선 C를 따라 선형적으로 변하게 된다.

다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법에 대해 상세히 설명한다.

멀티온수기(10)에 전원이 인가되어 동작하면 제1온도센서(5)는 직수입구(2)로부터 직수의 온도를 측정한다(S100). 이와 같이 제1온도센서(5)에 의해 측정된 직수의 온도값은 온수제어부(50)로 보내진다.

다음으로 사용자가 온수온도 설정부(60)를 통해 온수온도를 설정하게 되면 설정온도는 온수제어부(50)로 보내지게 되어 온수제어부(50)는 설정온도를 감지하게 된다(S200).

다음으로 온수제어부(50)는 온수온도 설정부(60)에서 보내진 설정온도와 제1온도센서(5)에서 보내진 직수온도의 온도차를 산출한다(S300).

다음으로 산출된 온도차에 따라 각 온수기를 추가로 가동시키기 위한 가동기준값 및 각 온수기를 추가로 정지시키기 위한 정지기준값을 변화시키게 된다(S400).

온수제어부(50)는 변화된 가동기준값 및 정지기준값을 기준으로 멀티온수기 의 병렬운전을 제어한다(S500). 이때 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 2대 이상의 온수기를 동시에 추가로 가동시킬 수도 있다.

이와 같이 설정온도와 직수온도의 온도차에 따라 가동기준값 및 정지기준값을 변경함으로써 사용환경 및 사용조건이 변화더라도 멀티온수기를 효율적으로 운전시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법이 사용되는 멀티온수기의 간략도.

도 2는 도 1에 도시된 멀티온수기에서 설정온도와 직수온도의 온도차에 따른 가동기준값 및 정지기준값이 변화되는 것을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티온수기의 병렬운전 제어방법을 나타낸 순서도.

** 도면의 주요 부분에 대한 간략한 설명 **

2 : 직수입구 4 : 온수출구

5 : 제1온도센서 10 : 멀티온수기

30 : 제2온도센서 40 : 유량센서

50 : 온수제어부 60 : 온수온도 설정부