KR0181018B1 - 신속한 온수공급을 위한 가스보일러 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러에서 온수사용시에 신속하게 온수를 출탕하기 위한 온수제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 동절기에 난방·온수모드에서 온수를 사용하는 경우에 온도제어에 의하여 소화된 상태에서 포스트퍼지행정의 수행이 완료된 후에도 계속하여 배기팬을 착화 회전수로 동작시킴으로써 다시 온수를 사용할 때 신속하게 온수를 공급할 수 있는 가스보일러의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 신속한 온수공급을 위한 가스보일러 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터의 제어신호에 따라서 소정량의 가스를 공급하기 위한 가스밸브와, 상기 가스밸브를 통하여 공급된 가스를 버너에서 착화시키기 위하여 고전압에 의한 방전을 수행하는 점화 플러그와, 상기 점화플러그에 의한 착화상태를 감지하여 마이컴에 입력시키는 불꽃감지봉과, 배기팬의 회전수를 변경하기 위한 배기팬 구동부와, 직수의 이동을 감지하는 플로우밸브를 포함하는 가스보일러에 있어서, 동절기에 난방·온수모드에서 마이컴의 온도제어를 받아서 소화된 상태에서 배기팬을 보일러의 착화 회전수로 동작시키며, 온수사용이 감지되면 프리퍼지 행정을 수행하지 않고 즉시 착화행정을 수행한다.

Description

신속한 온수공급을 위한 가스보일러 제어방법

제1도는 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도.

제2도는 제1도의 가스보일러의 개략적인 부분 블록회로도.

제3도는 본 발명의 가스보일러 제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 가스밸브 3: 주제어부

5: 버너 7: 점화플러그

9: 불꽃감지봉 11: 열교환기

13: 배기연도 15: 배기팬

17: 배기팬 구동부 19: 플로우밸브

31: 마이컴

본 발명은 가스보일러에서 온수 사용시에 신속하게 온수를 출탕하기 위한 온수사용하는 경우에 온도제어에 의하여 소화된 상태에서 포스트퍼지행정의 수행이 완료된 후에도 계속하여 배기팬을 착화 회전수로 동작시킴으로써 다시 온수를 사용할 때 신속하게 온수를 공급할 수 있는 가스보일러의 제어방법에 관한 것이다.

가스보일러는 청정연료인 가스를 사용하기 때문에 공해발생이 적고 또한 사용상의 편리함 때문에 점차 사용이 증가하고 있다. 통상적으로 가스보일러에는 실내에 설치된 배관 내부를 고온의 난방수를 순환시키는 난방기능과 고온수를 출탕하기 위한 온수공급기능을 가지고 있다. 먼저 종래 사용되는 가스보일러의 구성과 동작상태를 설명한다.

제1도는 종래 사용되는 비례제어방식 가스보일러의 개략적인 구성도이다. 주지하는 바와 같이, 가스보일러는 청정연료인 가스를 버너에서 연소시키면서, 이 때 발생되는 고열을 이용하는 장치로서, 열교환기(11)를 사용하여 저온의 직수 또는 난방수를 고온의 온수(고온수 또는 난방수)로 온도 변환한 후에 온수를 공급하거나 또는 실내에 설치된 난방배관 내부를 순환시켜 난방을 하는데 사용하는 장치이다.

통상적으로 강제배기식 가스보일러의 가스밸브(1)를 통하여 공급된 후에 버너(5)에서 연소되는 배기가스는 버너(5)의 상부측에 위치한 배기연도(13) 내부에 설치된 배기팬(15)에 의하여 강제로 보일러의 외부로 배출된다. 상기 배기팬(15)은 배기팬 구동부(17)에 인가되는 전압을 변경함으로써 배기팬의 회전수(RPM)를 제어할 수 있으며, 또한 팬의 회전수를 별도의 측정장치를 사용하여 측정할 수 있는 것이다. 이러한 모든 제어행정은 주제어부(3), 특히 도시되지 않았지만 주제어부에 설치된 마이컴(후에 설명됨)에서 출력되는 제어신호에 따라서 수행된다. 배기팬(15)의 회전수, 배기팬 구동부(17)에 인가되는 전압치등과 같은 데이터는 제어부(3)에 설치된 마이컴 또는 메모리 소자등에 저장된다. 상기의 데이터는 실험 또는 보일러의 제원에 기초한 계산에 의하여 결정된 후에 저장된다.

종래의 가스보일러에서의 연소과정을 설명하면 다음과 같다. 사용자에 의하여 가스보일러가 작동되면, 주제어부(3)의 마이컴에서는 제어신호를 출력하여 난방시에 는 약 8초 동안, 온수사용시에는 약 4초 동안 배기팬(15)을 최고회전수로 회전시켜 프리퍼지행정을 수행한다. 상기 프리퍼지행정에 의하여 보일러의 내부에 잔존하던 미배출 연소가스 및 생가스가 완전하게 외부로 배출된 후에 배기팬(15)을 저속, 또는 최저속으로 회전시키는 착화행정을 수행한다. 즉 팬을 저속으로 회전시키면서 약 8∼10초 동안 점화플러그(7)에서 고전압 방전을 수행하고 동시에 가스밸브(1)를 열어서 미리 정해진 가스량을 버너에 공급한다. 만일 착화가 달성되면 이것은 불꽃감지봉(9)에서 검지되고 이에 상응하는 염전압이 발생되므로 마이컴에서는 이 염전압을 감지하여 착화 상태를 인식하게 되는 것이다. 버너에서의 착화가 달성되지 않으면 미배출된 연소가스를 완전히 배출시키기 위한 포스트퍼지행정을 수행하게 된다. 이 때 소요되는 시간은 약 8∼60초가 된다. 버너에서 착화가 되면 마이컴에서는 이것을 검지하여 정상적인 가스량, 즉 사용자에 의하여 설정된 온도에 적합한 가스량을 공급한다.

상기와 같이 작동되는 종래의 보일러에서 동절기에는 난방 모드와 온수모드를 동시에 작동시킬 수 있는 난방·온수모드가 주로 사용된다. 이 모드는 난방모드로 작동중 또는 소화대기상태에서 온수를 사용하기 위하여 사용자가 수도꼭지와 같은 밸브를 작동시키면 직수가 공급되면서 이 직수의 흐름을 감지하여 온수사용모드로 전환하고 난방모드를 일시적으로 중지하게 된다.

그러나 상기와 같은 난방·온수모드에서 온수를 사용하는 경우에는 보일러 내부에 잔류하는 미배출가스를 완전하게 배출하기 위하여 포스트퍼지행정이 완료된 후에도 약 4초 동안 배기팬을 최고 회전수로 작동시키는 프리퍼지행정을 다시 수행한 후에 착화행정을 수행하게 된다. 따라서 사용자에 의하여 설정된 온수를 출탕하기 위하여 많은 시간이 소요되므로 사용자의 불만을 초래하였던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동절기에 난방·온수모드로 작동하는 도중에 사용자에 의하여 온수 사용 요구가 발생되면 신속하게 온수공급을 할 수 있는 가스보일러 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 난방·온수모드 사용중에 온도제어에 의하여 소화된 상태에서 배기팬을 항상 착화 회전수로 작동시킴으로써, 배기팬 내부의 미배출가스를 완전히 제거할 수 있는 가스보일러 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신속한 온수공급을 위한 가스보일러제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터의 제어신호에 따라서 소정량의 가스를 공급하기 위한 가스밸브와, 상기 가스밸브를 통하여 공급된 가스를 버너에서 착화시키기 위하여 고전압에 의한 방전을 수행하는 점화플러그와, 상기 점화 플러그에 의한 착화상태를 감지하여 마이컴에 입력시키는 불꽃감지봉과, 배기팬의 회전수를 변경하기 위한 배기팬 구동부와, 직수의 이동을 감지하는 플로우밸브를 포함하는 가스보일러에 있어서, 동절기에 난방·온수모드에서 마이컴의 온도제어를 받아서 소화된 상태에서 배기팬을 보일러의 착화 회전수로 동작시키며, 온수사용이 감지되면 프리퍼지행정을 수행하지 않고 즉시 착화행정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 신속한 온수공급을 위한 가스보일러 제어방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 방법에 의하면, 동절기에 난방·온수모드에서 온수를 사용하는 경우에 버너에서 연소된후에 배출되지 못하고 보일러 내부에 잔류하는 연소가스를 배출하기 위하여 수행되는 종래의 프리퍼지행정이 수행되지 않고 버너에서 즉시 착화 행정이 수행되므로 온수의 온도를 사용자에 의하여 설정된 온도에까지 신속하게 도달한 상태로 공급한다. 이러한 방법은 난방·온수모드에서 포스트퍼지행정이 종료된 후에 배기팬(15)이 동작하지 않는 소화행정에서도 배기팬(15)을 지속적으로 착화회전수로 동작시켜서 달성한다.

상기와 같은 본 발명의 방법은 제2도에 도시된 것과 같은 종래의 블록회로를 사용하여 달성할 수 있다. 블록회로는, 전체 행정을 제어하는 마이컴(31)과, 상기 마이컴(31)으로부터의 제어신호에 따라서 소정량의 가스를 공급하기 위한 가스밸브(1)와, 상기 가스밸브(1)를 통하여 공급된 가스를 버너에서 착화시키기 위하여 고전압에 의한 방전을 수행하는 점화플러그(7)와, 상기 점화플러그(7)에 의한 착화상태를 감지하여 마이컴(31)에 입력시키는 불꽃감지봉(9)과, 배기팬(15)의 회전수를 변경하기 위한 배기팬 구동부(17)와, 직수의 이동을 감지하는 플로우밸브(19)를 포함하고 있다.

상기와 같은 회로를 이용하여 수행되는 본 발명의 방법은, 난방·온수모드에서 마이컴(31)의 온도제어를 받아서 포스트퍼지행정이 종료되어 버너(5)가 소화된 상태에서 배기팬(15)을 보일러의 착화 회전수로 동작시키도록 마이컴(31)에서 배기팬 구동부(17)를 제어하며, 플로우밸브(19)를 통하여 온수사용이 감지되면 마이컴(31)으로부터 점화플러그(7)와 가스밸브(1)에 각각 제어신호를 출력하여 프리퍼지행정을 수행하지 않고 즉시 착화행정을 수행한다.

이하 첨부된 제3도의 플로우차트를 참고하여 본 발명의 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

동절기에 사용자에 의하여 난방·온수모드로 보일러가 동작되면 사용자에 의하여 설정된 조건, 예를 들면 실내온도 또는 난방수온도 등을 감지하여 보일러가 작동하게 된다. 보일러의 버너에서 연소중이면 배기팬(15)은 연소에 적합한 정상회전수로 작동하고, 온도제어를 받은 상태에서 소화중이면 배기팬(15)은 착화 회전수로 동작한다. 이러한 동작은 마이컴(31)으로부터 배기팬 구동부(17)에 제어신호를 출력하여 회전수를 조정한다. 또한 보일러에서 과열이 감지되면 온도감지센서의 작동으로 인하여 버너(5)에서의 연소를 차단하는 소화행정이 수행된다.

통상적으로 난방·온수모드에서 마이컴의 온도제어를 받아서 소화행정이 수행되면 버너(5)에서의 연소 가스를 완전히 배출하기 위하여 포스트퍼지행정을 수행한다. 상기 포스트퍼지행정은 통상적으로 8∼60초 가량 수행된다. 상기 포스트퍼지행정은 보일러마다 차이가 있으며, 이러한 포스트퍼지행정에서는 배기팬(15)의 최고 회전수로 수행된다. 즉, 난방·온수모드상태에서 보일러의 동작은 사용자에 의하여 설정된 온도, 또는 과열방지를 위하여 설정된 온도에 난방수 온도가 도달하게 되면 마이컴(31)에서 제어신호를 출력하여 버너(5)에 공급되는 가스를 차단하도록 가스밸브(1)를 동작시킨다. 이러한 상태에서 마이컴(31)에서는 배기팬 구동부(19)에 제어신호를 출력하여 미배출된 연소가스를 완전히 배출하기 위한 포스트퍼지행정을 수행하도록 최고 회전수로 소정시간 동작시킨다.

본 발명에 의하면 상기 포스트퍼지행정이 완료된 후에도 종래와 같이 배기팬(15)이 완전히 정지하지 않고, 마이컴(31)으로부터의 제어신호에 의하여 착화회전수로 회전하도록 제어되는 것이다. 그러나 난방·온수모드가 아닌 온수 단일모드이면 배기팬(15)은 종래의 것과 같이 포스트퍼지행정이 종료된 후에는 정지된다.

온수모드에서 본 발명의 방법의 적용은 주로 온수모드만을 사용하는 경우에는 주로 하절기에 해당하게 되므로 온수의 출탕속도가 늦어도 사용상에 큰 지장을 주지 않는다. 따라서 배기팬(15)을 공회전시킴으로써 에너지를 낭비할 필요성이 없다. 그러나 동절기에는 실내의 난방과 온수사용을 위하여 난방·온수모드로 자주 사용하게 된다. 최소한 하루에 5∼6회 정도 난방·온수모드로 사용하게 되며 온수 사용이 많아지기 때문에 신속한 온수의 출탕이 요구되는 것이다.

온수모드인 상태에서 플로우밸브(19)에 의한 온수사용이 감지되면 마이컴(31)에서는 이 신호가 입력되는 즉시 종래의 것과 본질적으로 동일한 프리퍼지행정, 약 4초동안 최고 회전수로 배기팬(15)을 구동하는 프리퍼지행정을 수행한 후에 버너(5)에서 점화시키는 착화행정을 수행하게 되는 것이다.

본 발명에 의한 배기팬(15)의 회전수는 포스트퍼지행정에 의하여 보일러 내부의 미배출 연소가스가 어느 정도는 배출되기 때문에 고속회전으로 수행할 필요가 없다. 또한 동절기의 야간에 보일러가 작동되므로 취침을 방해하는 소음을 감소시키기 위하여 배기팬(15)의 회전수는 최저 회전수인 착화회전수로 설정하는 것이 바람직하다.

이렇게 착화회전수로 배기팬(15)이 회전하는 상태, 즉 소화상태에서 사용자에 의하여 온수가 사용되면 플로우밸브(19)에서 이것을 인식하여 마이컴(31)에 입력하게 된다. 마이컴(31)에서는 난방·온수모드에서 온수사용이 요구되므로 종래와 같이 프리퍼지행정을 수행하지 않고, 버너(5)에서 즉시 착화가 되도록 가스밸브(1)를 제어하여 가스를 공급한다. 또한 점화플러그(7)를 사용하여 가스를 착화시키게 된다.

따라서 종래와 같이 온수사용시마다 요구되던 프리퍼지행정이 차단되므로 신속하게 직수의 온도가 설정온도에 근접하도록 상승하게 된다. 따라서 사용자는 종래의 것에 비하여 더욱 빠른 속도로 온수를 사용할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (1)

1. 전체 행정을 제어하는 마이컴(31)과, 상기 마이컴(31)으로부터의 제어신호에 따라서 소정량의 가스를 공급하기 위한 가스밸브(1)와, 상기 가스밸브(1)를 통하여 공급된 가스를 버너에서 착화시키기 위하여 고전압에 의한 방전을 수행하는 점화플러그(7)와, 상기 점화플러그(7)에 의한 착화상태를 감지하여 마이컴(31)에 입력시키는 불꽃감지봉(9)과, 배기팬(15)의 회전수를 변경하기 위한 배기팬 구동부(17)와, 직수의 이동을 감지하는 플로우밸브(19)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 난방·온수모드에서 마이컴(31)의 온도제어를 받아서 포스트퍼지행정이 종료되어 버너(5)가 소화된 상태에서 배기팬(15)을 보일러의 착화 회전수로 동작시키도록 마이컴(31)에서 배기팬 구동부(17)를 제어하며, 플로우밸브(19)를 통하여 온수 사용이 감지되면 마이컴(31)에서 점화플러그(7)에 제어신호를 출력하고 가스밸브(1)를 제어하여 가스를 버너에 공급함으로서, 프리퍼지행정을 수행하지 않고, 즉시 착화행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 신속한 온수공급을 위한 가스보일러 제어방법.