KR100279884B1 - 가스보일러의 잔화안전 운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1관 2수로 가스보일러에서 관로에 물이 없을 때 관로상에 위치한 저수위검지센서를 통하여 저수위를 검지하고 난방출수측에 써미스터1과 난방환수측에 써미스터2로부터 온수온도를 감지하여 이상과열현상을 판단하여 점화 또는 소화하도록 제어함으로서 공운전을 미리 예방할 수 있는 잔화(헛불)안전 운전방법에 관한 것이다.

종래의 잔화안전 운전방법은 출수측에 위치한 하나의 써미스터를 이용하여 과열을 방지하고 이상상태를 판단하기 때문에 만일 써미스터가 고장났을 경우에는 잔화안전 운전에 대한 대책이 전혀 없는 문제점이 있다. 또한 시스템의 이상상태를 판단한 후 펌프를 중지시킨 상태에서 계속적인 연소가 이루어지면, 관로내의 온수온도가 급격히 상승하여 하이컷으로 자동소화가 수행된다. 이러한 과정이 반복되면 열교환기 또는 펌프의 내구성 약화 등의 시스템의 수명을 단축시키는 문제점을 갖고있다.

이에 가스보일러의 시스템에 전원을 인가하는 단계, 저수위감지센서가 저수위인지를 감지하는 단계, 상기의 수위감지결과 저수위이면 이상모드로 수행되어 연소동작을 막고, 저수위가 아니면 관로내의 온수를 순환시키는 순환펌프를 작동시키는 단계, 상기 순환펌프의 동작에 대한 응답신호를 통해 작동여부를 확인하는 단계, 상기 응답신호가 정상동작이 아니면 상기 이상모드로 수행되고, 정상동작이면 순환펌프의 회전속도를 감지하여 일정시간동안 상기 정상펌프회전속도가 유지되는 지를 판단하는 단계, 상기 순환펌프의 회전속도가 정상이 아니면 이상모드로 수행되고, 정상이면 점화기를 온하여 버너상에 점화하는 단계, 상기 버너상에 착화되었는지를 검지하는 프레임로드(16)가 온되는지를 검지하는 단계, 출수측 온수온도와 환수측 온수온도의 차(ΔT)에 대한 변화를 써미스터1과 써미스터2를 통하여 측정하는 단계, 상기 온도차가 평형상태를 이루는지를 판단하기 위해 소정시간 이내에 일정횟수동안 온도차가 평형상태인지를 검지하는 단계 및 상기 검지결과 평형상태를 이루지 않으면 연소운전을 정지시키고 이상모드로 수행되며, 평형상태를 이루면 정상연소를 수행하는 단계로 이루어진 가스보일러의 잔화안전 운전방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 잔화안전 운전방법

본 발명은 잔화(헛불)안전 운전방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 1관 2수로 가스보일러에서 관로에 물이 없을 때 관로상에 위치한 저수위 검지기를 통하여 저수위를 검지하고 출수측에 써미스터1과 환수측에 써미스터2로부터 온수온도를 감지하여 이상과열현상을 판단하여 점화 또는 소화하도록 제어함으로서 공운전을 미리 예방할 수 있는 잔화안전 운전방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 잔화안전 운전방법은 단순한 물탱크의 물보급만을 감지하여 처리하였다. 도 3은 종래의 잔화안전 운전방법을 설명하는 흐름도를 나타낸다. 도 3을 참조하여 설명하면, 시스템에 전원이 인가한(S1) 후 물탱크에 장착된 수위감지센서에 의해 저수위를 감지하고(S2), 출수측에 위치한 이상온도를 감지한 후 시스템의 이상상태를 판단한다(S4). 그리고 펌프를 정지시키고, 물보충을 수행한다(S6). 수위감지센서에 의해 만수상태임을 감지한(S8) 후 정상운전을 수행한다(S9).

이러한 종래의 잔화안전 운전방법은 출수측에 위치한 하나의 써미스터를 이용하여 과열을 방지하고 이상상태를 판단하기 때문에 만일 써미스터가 고장났을 경우에는 잔화안전 운전에 대한 대책이 전혀 없는 문제점이 있다.

또한 시스템의 이상상태를 판단한 후 펌프를 중지시킨 상태에서 계속적인 연소가 이루어지면, 관로내의 온수온도가 급격히 상승하여 하이컷(High-Cut)으로 자동소화가 수행된다. 이러한 과정이 반복되면 열교환기 또는 펌프의 내구성 약화 등의 시스템의 수명을 단축시키는 문제점을 갖고있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 주 목적은 시스템의 안전상태를 구동초기에 점검하고 점화하고 써미스터1 및 써미스터2로부터 측정되는 온도의 차에 대한 변화를 검지하여 연소수행의 유무를 판단함으로서 가스보일러 시스템의 펌프 공운전을 방지하여 공운전으로 인한 폐단을 막는 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 1관 2수로 가스보일러의 전체 시스템도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 잔화안전 운전방법을 설명하는 흐 름도,

도 3은 종래의 잔화안전 운전방법을 설명하는 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 버너군 15 : 점화기 21 : 고수위검지센서

32 : 저수위검지센서 6 : 순환펌프 TH1 : 써미스터1

TH2 : 써미스터2

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명을 첨부 도면에 의거하여 좀더 상세히 설명하면 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제어방법이 적용되는 가스보일러(1)를 나타낸 것으로, 상기 가스보일러(1)의 케이싱(2)안에 설치되어 난방이나 급탕을 위한 온수를 데우기 위해 가스를 연소시키는 연소기(10)와, 난방순환수를 저장하는 물탱크(20)와, 온수와 냉수의 순환을 위한 서로 다른 경로를 지니고 있는 2차 열교환기(30)를 상호 결합하여서 구성된다.

이때 상기 연소기(10)의 케이싱(11)내에 다수개의 버너로 이루어진 버너군(12)이 형성되고, 그의 상측방향에는 과열을 방지시키기 위한 1차 열교환기(14)가 설치되어 그곳을 통과하는 물을 상기 버너군(12)이 가열하게 되며, 상기 연소기케이싱(11)의 바닥면에는 연소용 공기를 공급하는 송풍기(13)가 설치되고 상기 버너군(12)의 근방에는 버너군(12)을 점화하는 점화기(15, Ignitor)와 상기 버너군의 착화를 감지하는 프레임로드(16)가 설치되며, 상기 연소기케이싱(11)의 상면에는 배기를 배출시키기 위한 배기부(18)가 상기 가스보일러(1)의 케이싱(2)을 뚫고 형성되어 있다.

또한, 상기 버너군(12)의 하방에는 가스를 공급시키기 위한 가스관(50)이 설치되는데, 여기에는 통전시 가스를 통과시키는 2개의 전자변(51)(52)과 가스공급량을 조절하기 위한 비례변(53)이 가스공급경로에 대하여 가스관(50)의 상류로부터 설치되어진다.

그리고, 상기 물탱크(20)에는 물탱크내의 수량을 검지하기 위한 고수위검지기(21)와 넘치는 물을 배출시키기 위한 오버플로우관(22), 관로내에 물공급 여부를 감지하는 저수위검지센서(32), 온돌바닥을 회전한 난방수를 회수하는 것으로 기수분리기(23)가 설치되는 난방환수관(24) 및 상기 1차 열교환기(14)에 물을 공급하는 물공급관(25)에는 물의 순환을 조정하기 위한 순환펌프(26)가 아래방향에 설치되어진다.

한편, 상기 2차 열교환기(30)에는 수돗물을 통해 물을 방출하여 사용자에게 공급되는 온수의 직접적인 난방출탕측 온도를 검지하는 써미스터1(TH1) 및 난방환수측 온도를 검지하는 써미스터2(TH2)가 부착된 온수방출관(31), 가스보일러의 외부로부터의 찬물을 유입하는 것으로 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(33) 및 직수온도에 따른 일정수량을 통과시켜 안정된 온도특성을 얻을 수 있도록 하는 기계적 자동수량제어장치가 설치된 직수유입관(34) 및 상기 물공급관(25)은 삼방변(36)을 통하여 난방을 위한 물이 통과되는 난방온수공급관(37)에 연결되어진다.

또한, 상기 난방환수관(24)과 직수유입관(34) 사이에는 상기 물탱크(20)에 물이 부족할 때 물을 보충해주기 위한 수도물보급변(35)이 설치되고 난방필터의 막힘, 난방분배기의 막힘 및 난방분배관이 막혀있을 때 가스보일러(1)의 내부에서 압력이 상승되는 것을 방지하고 물의 흐름을 가스보일러(1)의 내부폐회로를 만들어 순환시키기 위한 바이패스관(38)이 설치되어 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 잔화안전 운전방법을 설명하는 흐름도를 각각 나타낸다.

본 발명에 따른 가스보일러의 잔화안전 운전방법은 가스보일러의 시스템에 전원을 인가하는 단계, 저수위감지세서가 저수위인지를 감지하는 단계, 상기의 수위감지결과 저수위이면 이상모드로 수행되어 연소동작을 막고, 저수위가 아니면 관로내의 온수를 순환시키는 순환펌프를 작동시키는 단계, 상기 순환펌프의 동작에 대한 응답신호를 통해 작동여부를 확인하는 단계, 상기 응답신호가 정상동작이 아니면 상기 이상모드로 수행되고, 정상동작이면 순환펌프의 회전속도를 감지하여 일정시간동안 상기 정상펌프회전속도가 유지되는 지를 판단하는 단계, 상기 순환펌프의 회전속도가 정상이 아니면 이상모드로 수행되고, 정상이면 점화기를 온하여 버너상에 점화하는 단계, 상기 버너상에 착화되었는지를 검지하는 프레임로드(16)가 온되는지를 검지하는 단계, 출수측 온수온도와 환수측 온수온도의 차(ΔT)에 대한 변화를 써미스터1과 써미스터2를 통하여 측정하는 단계, 상기 온도차가 평형상태를 이루는지를 판단하기 위해 소정시간 이내에 일정횟수동안 온도차가 평형상태인지를 검지하는 단계 및 상기 검지결과 평형상태를 이루지 않으면 연소운전을 정지시키고 이상모드로 수행되며, 평형상태를 이루면 정상연소를 수행하는 단계로 구성되어 있다.

그리고 저수위인지를 감지하는 단계에서 상기 저수위감지센서는 가스보일러의 관로상에 장착되어 저수위를 감지하도록 구성되어 있으며, 상기 소정시간 이내에 일정횟수동안 온도차가 평형상태인지를 검지하는 단계는 출수측 온수온도와 환수측 온수온도의 차(ΔT)가 일정량보다 급격히 커지면 평형상태가 아니라고 판단하여 소화시키도록 이루어져 있다.

또한 상기 출수측 온수온도와 환수측 온수온도의 차(ΔT)가 0으로 급격히 수렴을 하여도 평형상태가 아니라고 판단하도록 구성되어 있다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 하기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 다음의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1관 2수로 가스보일러(1)의 시스템에 전원이 인가되면(S10), 저수위감지센서(32)에 의해서 현재 물수급 상태를 감지한다(S12). 고수위감지센서(21)는 물탱크(20)내에 장착되어 있지만, 저수위감지센서(32)는 시스템 내의 관로상에 장착되어 진다.

이와 같이 고·저수위감지센서(21, 32)가 분리되어 있기 때문에 밀폐식의 가스보일러 시스템에서 저수위감지를 못하는 폐단을 제거할 뿐만 아니라 밀폐형 및 개방식에 공용으로 사용할 수 있도록 설계된다.

관로상에 장착된 저수위감지센서(32)에 의해서 물부족 상태임이 감지되면 이상모드로 판단되어 연소를 금지시키고, 이상이 없으면 순환펌프(26)를 구동시킨다(S14). 구동시킨 순환펌프(26)의 동작여부를 응답신호를 통하여 확인하고(S16), 이상이 없으면 순환펌프(26)의 회전수를 소정의 시간동안 검지하여 이상유무를 판단한다(S18).

관로내에 물이 차 있다가 중간에 공기가 삽입된 경우에는 순환펌프(26)의 회전속도가 급격히 빨라졌다가 느려지고, 이러한 현상이 반복됨에 따라 순환펌프(26)의 임펠러 부분이 심하게 마모된다. 따라서 상기의 이상유무 판단으로 임펠러 부분의 마모가 심하게 되어 펌프의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

상기 검지 후 이상이 없으면, 점화기(Ignitor)(15)를 온시킨다(S20). 그리고 상기 점화가 정상적으로 이루어졌는지를 검지하기 위하여 프레임로드(16)가 온되는지를 검지한다(S22).

난방출수측에 장착된 써미스터1(TH1)로부터 얻은 온수온도와 난방환수측에 장착된 써미스터2(TH2)로부터 얻은 온수온도와의 차이(ΔT)를 계산하고 이에 대한 변화를 측정한다(S24). 상기 측정된 온도차 변화를 소정의 시간 내에 일정한 횟수만큼 검지하여(S26) 그 온도차에 대한 평형상태가 유지되면 정상연소를 수행하고(S28), 이러한 온도차의 급변화가 일어나면 시스템 상에 이상이 발생됐음을 인식함에 따라 불꽃을 소화시키고 연소를 금지한다(S30).

예를 들어 설명하면, 일정한 온도차(ΔT)를 유지하면서 정상연소를 하다가 온도차가 급격히 커지거나 출수측 온수온도와 환수측 온수온도가 비슷하게 되어 0으로 수렴하면 이는 시스템에 치명적인 에러로 인식하여 버너군(12)의 불꽃을 소화시킨다.

이와 같은 본 발명은 시스템의 상태를 정확히 감지하고 난방출수측 써미스터1과 난방환수측 써미스터2와의 온도를 감지하고 이에 대한 온도차의 변화를 감지하여 만일 평형상태가 유지되지 못하면 버너군의 불꽃을 소화하여 잔화안전을 제공하고 시스템의 안전을 보장할 수 있는 매우 유익한 발명임이 명백하다.

Claims (4)

1관 2수로의 가스보일러 연소제어방법에 있어서,

상기 가스보일러의 시스템에 전원을 인가하는 단계;

저수위감지센서가 저수위인지를 감지하는 단계;

상기의 수위감지결과 저수위이면 이상모드로 수행되어 연소동작을 막고, 저수위가 아니면 관로내의 온수를 순환시키는 순환펌프를 작동시키는 단계;

상기 순환펌프의 동작에 대한 응답신호를 통해 작동여부를 확인하는 단계;

상기 응답신호가 정상동작이 아니면 상기 이상모드로 수행되고, 정상동작이면 순환펌프의 회전속도를 감지하여 일정시간동안 상기 정상펌프회전속도가 유지되는 지를 판단하는 단계;

상기 순환펌프의 회전속도가 정상이 아니면 이상모드로 수행되고, 정상이면 점화기를 온하여 버너상에 점화하는 단계;

상기 버너상에 착화되었는지를 검지하는 프레임로드(16)가 온되는지를 검지하는 단계;

난방출수측 온수온도와 난방환수측 온수온도의 차(ΔT)에 대한 변화를 써미스터 1과 써미스터2를 통하여 측정하는 단계;

상기 온도차(ΔT)가 평형상태를 이루는지를 판단하기 위해 소정시간 이내에 일정횟수동안 온도차가 평형상태인지를 검지하는 단계; 및

상기 검지결과 평형상태를 이루지 않으면 연소운전을 정지시키고 이상모드로 수행되며, 평형상태를 이루면 정상연소를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 잔화안전 운전방법.

청구항 1 에 있어서,

저수위인지를 감지하는 단계에서 상기 저수위감지센서는 가스보일러의 관로상에 위치하여 저수위를 감지하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 잔화안전 운전방법.

청구항 1 에 있어서,

상기 소정시간 이내에 일정횟수동안 온도차가 평형상태인지를 검지하는 단계에서 난방출수측 온수온도와 난방환수측 온수온도의 차(ΔT)가 일정량보다 급격히 커지면 평형상태가 아니라고 판단하여 소화시키는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 잔화안전 운전방법.

청구항 1 에 있어서,

상기 소정시간 이내에 일정횟수동안 온도차가 평형상태인지를 검지하는 단계에서 난방출수측 온수온도와 난방환수측 온수온도의 차(ΔT)가 0으로 급격히 수렴하면 평형상태가 아니라고 판단하여 소화시키는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 잔화안전 운전방법.