KR100245420B1 - 가스보일러의 온수과열방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러의 온수과열방지방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 사용자에 의하여 설정된 온수온도가 높은 상태에서 수압감소 또는 온수사용량의 감소에 따라서 과열이 발생하여 온수온도가 컷-오프온도에 도달하는 것을 방지하여 보일러사용상의 편리성을 제고할 수 있는 가스보일러의 온수과열방지방법에 관한 것이다.

본 발명의 가스보일러의 온수과열방지방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴(33)과, 난방수의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(29)와, 버너(5)에 가스를 공급하기 위한 가스밸브(1)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 마이컴(33)에서 가스보일러의 작동모드를 감지하여 온수모드인가를 감지하는 제1단계; 작동모드가 온수모드로 감지되면 마이컴(33)에서 온도감지센서(29)로부터 온수온도를 측정하고 컷-오프온도에 도달하는 가를 감지하는 제2단계; 상기 제2단계에서 감지된 온수온도가 컷-오프온도에 도달하지 않으면 정상적인 연소행정을 수행하고 컷-오프온도에 도달하면 마이컴(33)에서 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 감지하는 제3단계; 및 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 과열이 되지 않도록 마이컴(33)에서 하향시켜 재설정하고 재설정된 온수온도에 따라서 비례제어를 수행하는 제4단계로 구성된다.

Description

가스보일러의 온수과열방지방법

본 발명은 가스보일러의 온수과열방지방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 사용자에 의하여 설정된 온수온도가 높은 상태에서 수압감소 또는 온수사용량의 감소에 따라서 과열이 발생하여 온수온도가 컷-오프온도에 도달하는 것을 방지하여 보일러사용상의 편리성을 제고할 수 있는 가스보일러의 온수과열방지방법에 관한 것이다.

가스보일러는 사용상의 편리함과 연료로 사용되는 가스가 완전연소를 하므로 환경오염물질의 배출이 감소되어서 점차 사용이 증가하고 있다. 도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 일례를 도시한 개략도이다.

가스보일러가 작동되면 (실제 보일러의 제어프로그램이 저장된 마이컴를 포함하는) 제어판(3)에서는 사용자에 의한 난방온도, 또는 온수온도와 같은 설정데이타에 기초하여 가스밸브(1)를 적정수준으로 열어서 가스를 공급하며, 동시에 배기팬(15)의 회전수를 소정회전수로 유지하도록 제어신호를 출력한다. 가스밸브(1)를 통하여 공급된 가스는 버너(5)에서 연소된 후에 상승하여 열교환기(11)를 가열한다. 열교환기(11) 내부에는 난방수가 충만된 상태로서, 외부의 열에 의하여 가열된 후에 소정온도에 도달하면 난방을 위하여 난방공급관(21)으로 순환하게 된다. 이 때 난방수의 순환을 위하여 순환펌프(17)가 고속으로 항상 작동된다. 순환하는 고온의 난방수는 실내를 통과하면서 열을 발산한 후에 다시 난방환수관(23)을 통하여 물탱크(25)로 유입된다. 유입된 난방수는 다시 삼방변(19)의 유로선택에 의하여 열교환기(11)로 유입되어서 가열되는 과정을 되풀이한다. 연소된 후에 생성된 배기가스는 열교환기(11) 상부의 배기연도(13)를 따라서 외부로 배출된다.

한편 온수사용시에는 직수공급관(27)을 통하여 저온의 냉수가 유입된다. 직수공급관(27)은 열교환기(11) 내부를 통과하도록 구성되어 있으므로 저온의 직수가 순환하면서 승온되어 최종적으로 고온의 온수로 출탕된다. 난방과 온수모드에서의 난방수의 이동상태는 삼방변(19)에 의하여 제어된다. 또한 난방수의 온도는 온도감지센서(29,31)에 의하여 각각 측정되며, 마이컴(미도시됨)에서는 상기 온도데이타를 참고하여 버너(5)에서 연소행정을 조정한다.

상기와 같은 가스보일러는 마이컴(도 2의 33)에서 전체 행정을 제어하며 특히 사용자에 의하여 설정된 온수온도에 맞추어서 온수출탕온도를 제어하는 비례제어방식이 사용되고 있다. 상기 비례제어방식은 난방수의 공급수온도를 온도감지센서(29)를 사용하여 측정하고 그 측정된 온도에 따라서 가스밸브(1)를 통하여 공급되는 가스량을 제어하여 온수출탕온도를 제어하는 것이다. 즉 난방공급수의 온도에 따른 온수온도를 미리 실험에 의하여 결정한 후에 난방수와의 열교환에 의하여 승온되는 직수의 온도를 가정하여 제어에 이용한다. 이러한 제어방식은 통상 저가의 가스보일러에서 사용되며 고가의 보일러에서는 출탕되는 온수의 온도를 직접 측정하도록 별도의 온도감지센서를 설치한 것도 사용되고 있으며 이러한 온수온도측정방식을 이용한 보일러도 역시 본 발명의 방법이 적용될 수 있다.

상기와 같은 비례제어방식의 보일러에서는 온수사용중에 다음과 같은 문제점이 발생된다. 즉 사용자가 온수설정온도를 예를 들어서 50℃로 설정한 경우에 직수사용량이 적으면 버너(5)에서 보일러의 최소화력으로 연소하여도 사용자에 의하여 설정된 온도인 50℃를 초과하여 과열되는 문제점이 있었다. 이러한 과열상태가 발생되면 보일러에서는 안전을 위하여 컷-오프온도에서 보일러의 작동을 중지시키도록 설정되어 있기 때문에 온수를 사용하는 도중에 온수공급이 중단되어서 사용자에게 큰 불편을 초래하였던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자에 의하여 설정된 온수온도가 높은 상태에서 수압감소 또는 온수사용량의 감소에 따라서 과열이 발생하여 온수온도가 컷-오프온도에 도달하는 것을 방지하여 보일러사용상의 편리성을 제고할 수 있는 가스보일러의 온수과열방지방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스보일러의 온수과열방지방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴(33)과, 난방수의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(29)와, 버너(5)에 가스를 공급하기 위한 가스밸브(1)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 마이컴(33)에서 가스보일러의 작동모드를 감지하여 온수모드인가를 감지하는 제1단계; 작동모드가 온수모드로 감지되면 마이컴(33)에서 온도감지센서(29)로부터 온수온도를 측정하고 컷-오프온도에 도달하는 가를 감지하는 제2단계; 상기 제2단계에서 감지된 온수온도가 컷-오프온도에 도달하지 않으면 정상적인 연소행정을 수행하고 컷-오프온도에 도달하면 마이컴(33)에서 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 감지하는 제3단계; 및 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 과열이 되지 않도록 마이컴(33)에서 하향시켜 재설정하고 재설정된 온수온도에 따라서 비례제어를 수행하는 제4단계로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분 블록회로도,

도 3은 온도변화를 나타내는 것으로서, 실선은 종래의 온수온도변화, 점선은 본 발명의 방법에 의한 온수온도변화를 나타내는 그라프,

도 4는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 가스밸브, 3 : 제어판,

5 : 버너, 7 : 점화플러그,

9 : 불꽃감지기, 11: 열교환기,

13: 배기연도, 15: 배기팬,

17: 순환펌프, 19: 삼방변,

21: 난방공급관, 23: 난방환수관,

25: 물탱크, 27: 직수공급관,

29,31: 온도감지센서, 33: 마이컴.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 가스보일러의 온수과열방지방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 비례제어방식을 채용한 가스보일러에서 온수사용시 발생되는 온수온도과열현상을 해소하기 위한 것으로서, 특히 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 초과하여 온수온도가 상승하여 과열방지온도인 컷-오프온도에 도달하는 경우에 강제적으로 보일러의 작동을 중지시키지 않고 온수온도를 마이컴에서 재설정하여 보일러를 작동시킴으로서 사용상의 편리성을 제고할 수 있는 발명이다.

상기와 같은 본 발명의 방법은 다음과 같은 단계 : 마이컴(33)에서 가스보일러의 작동모드를 감지하여 온수모드인가를 감지하는 제1단계; 작동모드가 온수모드로 감지되면 마이컴(33)에서 온도감지센서(29)로부터 온수온도를 측정하고 컷-오프온도에 도달하는 가를 감지하는 제2단계; 상기 제2단계에서 감지된 온수온도가 컷-오프온도에 도달하지 않으면 정상적인 연소행정을 수행하고 컷-오프온도에 도달하면 마이컴(33)에서 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 감지하는 제3단계; 및 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 과열이 되지 않도록 마이컴(33)에서 하향시켜 재설정하고 재설정된 온수온도에 따라서 비례제어를 수행하는 제4단계로 구성된다.

본 발명의 방법은 먼저 마이컴(33)에서 보일러의 작동상태가 난방모드인가 또는 온수모드인가를 감지하면서 시작된다. 난방모드이면 마이컴(33)에서는 정상적으로 연소행정을 수행하며, 온수모드로 감지되면 온수온도변화추이를 감지하기 위하여 온수온도를 측정한다.

상기 온수온도는 종래에 설명된 것과 같이 난방수공급수의 온도를 온도감지센서(29)를 사용하여 측정한 후에 이에 상응하는 온도값으로 추정하여 사용한다. 물론 온수온도를 직접 측정할 수 있는 온수온도감지센서를 직수공급관의 출력단에 설치한 경우에는 난방수온도를 사용하지 않고 직접 온수온도를 사용할 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.

온도감지센서(29)를 사용하여 측정된 온수온도가 컷-오프온도에 인접하거나 도달하면 마이컴(33)에서는 종래와 같이 보일러의 작동을 중지시키는 대신에 사용자에 의하여 설정된 온수설정온도를 확인하게 된다. 이것은 마이컴(33)에 입력되어 있는 사용자설정온도를 감지하여 확인할 수 있다. 온수온도가 컷-오프온도에 도달하지 않으면 마이컴(33)에서는 종래와 같이 비례제어를 수행한다.

상기 컷-오프온도는 보일러가 과열되어서 파손되고 인명피해를 초래하는 것을 방지하기 위하여 법적으로 설정된 안전온도로서 과열상태를 감지하는 기준이 되는 온도이다. 컷-오프온도는 보일러에 따라서 다르게 설정될 수 있으며 예를 들어서 88℃로 설정할 수 있다. 따라서 온도감지센서(29)에 의하여 측정된 온수온도가 약 84℃∼88℃ 정도 도달하면 마이컴(33)에서는 본 발명의 방법을 수행하게 된다.

도 3은 본 발명에 의하여 재설정된 온수온도와 종래의 온수온도변화를 비교한 것으로서, 종래 과열상태에서 컷-오프온도에 도달하던 종래 온수온도(실선표시)에 비하여 약간 낮은 온수온도상태를 가짐을 알 수 있다.

사용자에 의하여 설정된 온수온도를 확인한 후에 마이컴(33)은 온수온도를 재설정하게 된다. 온도재설정은 과열이 방지될 수 있는 온도가 된다. 이 때 본 발명의 방법에서는 사용자에 의하여 설정된 온도를 세분하고 그에 따라서 재설정온도를 다르게 할당한다. 이렇게 함으로서 온도편차를 감소시켜 사용자에 의하여 설정된 온도로부터 많이 벗어나지 않게 할 수 있다.

이러한 온도설정의 예를 들면 사용자에 의하여 설정된 온수온도의 할당범위가 60∼70℃이면 5℃ 하강한 55∼65℃로 재설정한다. 또한 온수온도의 할당범위가 60∼50℃이면 3∼4℃ 하강한 56∼46℃로 재설정한다. 또한 온수온도의 할당범위가 40∼50℃이면 2∼3℃ 하강한 38∼47℃가 될 수 있다. 그러나 이러한 온도설정범위는 보일러의 용량에 따라서 변경될 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.

상기와 같이 온수온도가 재설정된 후에 이러한 재설정온수온도는 마이컴(33)의 메모리소자에 임시적으로 저장된다. 즉 본 발명의 방법은 온수모드로 보일러가 작동되는 경우에 항상 재수행되어서 사용자가 설정한 온수온도에 따라서 새로운 설정온도를 갖게됨을 의미한다. 마이컴(33)에서는 재설정된 온도를 사용하여 온수온도를 비례제어하게 되며 이것은 종래의 비례제어와 동일하다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 사용자에 의하여 설정된 온수온도가 높은 상태에서 수압감소 또는 온수사용량의 감소에 따라서 과열이 발생하여 온수온도가 컷-오프온도에 도달하는 것을 방지하여 보일러사용상의 편리성을 제고할 수 있는 이점이 있는 것이다.

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 (3)

1. 전체 행정을 제어하는 마이컴(33)과, 난방수의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(29)와, 버너(5)에 가스를 공급하기 위한 가스밸브(1)를 포함하는 가스보일러에 있어서,

   마이컴(33)에서 가스보일러의 작동모드를 감지하여 온수모드인가를 감지하는 제1단계;

   작동모드가 온수모드로 감지되면 마이컴(33)에서 온도감지센서(29)로부터 온수온도를 측정하고 컷-오프온도에 도달하는 가를 감지하는 제2단계;

   상기 제2단계에서 감지된 온수온도가 컷-오프온도에 도달하지 않으면 정상적인 연소행정을 수행하고 컷-오프온도에 도달하면 마이컴(33)에서 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 감지하는 제3단계; 및

   사용자에 의하여 설정된 온수온도를 과열이 되지 않도록 마이컴(33)에서 하향시켜 재설정하고 재설정된 온수온도에 따라서 비례제어를 수행하는 제4단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 온수과열방지방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제4단계에서의 온수온도재설정이 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 몇 개의 그룹으로 분리하고 각각의 그룹에 대하여 서로 다른 온수온도재설정값을 할당하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 온수과열방지방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 온도재설정이 설정된 온수온도의 할당범위가 60∼70℃이면 5℃ 하강한 55∼65℃로 재설정되고, 온수온도의 할당범위가 60∼50℃이면 3∼4℃ 하강한 56∼46℃로 재설정되며, 온수온도의 할당범위가 40∼50℃이면 2∼3℃ 하강한 38∼47℃로 재설정되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 온수과열방지방법.

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