KR100361151B1 - 콘덴싱 보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 콘덴싱보일러의 배기가스에 포함된 수분이 응축되어 모이는 응축수받이의 수위를 감지하여 일정한 수위를 유지하도록 자동으로 물보충을 실시하여 수위를 조절할 뿐만 아니라 응축수받이에 모인 응축수를 희석시키기 위해 콘덴싱보일러의 콘트롤러로부터 보일러의 가동량을 입력받아 보일러의 가동량에 따라 발생되는 응축수의 양에 대한 보충할 물의 양을 계산하여 자동으로 물을 보충함으로써 응축수를 희석시켜 배출함으로써 환경 피해를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법{WATER LEVEL CONTROLLING APPARATUS AND METHOD OF SIPHON FOR CONDENSING BOILER}

본 발명은 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘덴싱보일러의 배기가스에 포함된 수분이 응축되어 모이는 응축수받이의 수위를 감지하여 일정한 수위를 유지하도록 자동으로 물보충을 실시하여 수위를 조절할 뿐만 아니라 응축수받이에 모인 응축수를 희석시키기 위해 보일러의 콘트롤러로부터 보일러의 가동량을 입력받아 보일러의 가동량에 따라 발생되는 응축수의 양에 대한 보충할 물의 양을 계산하여 자동으로 물을 보충함으로써 응축수의 산성도를 희석시키는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 일반 가정에서 난방 및 온수공급을 위해 주로 사용하는 보일러는 사용연료에 따라서, 기름 보일러와 가스 보일러로 나눌 수 있다. 기름 보일러의 경우에는 등유를 사용하고 있으며, 가스 보일러의 경우에는 액화석유가스(LPG)를 원료로 사용하는 경우도 있으나, LPG에 비해 황분을 거의 함유하고 있지 않기 때문에 대기오염을 최소화할 수 있는 액화천연가스(LNG)를 대부분 사용하고 있다.

이러한 가스 보일러는 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러 가지 형식으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 난방수를 가열하는 열원에 따라 콘덴싱과 비콘덴싱 형식으로 구분할 수 있다. 이중에서 콘덴싱 방식은 버너에 의해 연소된 열을 이용하여 직접적으로 난방수를 가열하는 헌열부 열교환기와 함께 헌열부 열교환기를 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 난방수를 가열하는 잠열부 열교환기를 지니고 있으며, 비콘덴싱 방식을 헌열부 열교환기만 구비하고 있다.

콘덴싱 보일러의 경우 일반 보일러에 비하여 배기가스의 온도가 낮기 때문에 배기가스가 통과하는 연도 중에서 응축이 발생하게 된다. 이때 발생된 응축수를 응축수받이에 모아서 하수구와 연결된 응축수 배출호스를 통하여 하수구 등 외부로 배출하게 된다.

도 1은 일반적인 콘덴싱 보일러의 내부를 도시한 구성도이다.

여기에 도시된바와 같이 가스보일러(2)는 송풍기(10)와 버너(12)가 연소기(4)의 상부에 배치되어 있다. 연소기(4)의 상부에는 송풍기(10)의 작동에 따라 흡기덕트(6)를 통해 흡입된 급기와 가스를 연소시키는 버너(12)가 설치되어 있으며, 버너(12) 아래에는 차례대로, 현열부 열교환기(14)와 잠열부 열교환기(16)가 배치되어 있다. 현열부 열교환기(14)는 버너에서 발생된 현열이 직접적으로 접촉되어 열교환되는 과정에서 난방수를 가열하게 되며, 잠열부 열교환기(16)는 배기가스와의 열접촉시에 발생되는 잠열을 이용하여 난방수를 가열시킨다.

잠열부 열교환기(16)를 통과한 배기가스는 배기덕트(20)를 통해서 외부로 방출되며, 열교환 과정에서 발생된 응축수는 배기후드(18)에 떨어져 응축수받이에 모아진 후 외부로 배출된다. 보일러의 좌측 하부에는 난방수를 순환시키는 순환펌프(22)가 배치되어 있다. 순환펌프(22)가 작동되면, 실내의 난방을 마친 난방수는 라인(L1)을 통해서 난방수 여과기(24)로 유입하게 된다. 난방수 여과기(24)에서는 난방수에 포함되어 있는 불순물을 제거하게 되며, 여과된 난방수는 상부의 기수 분리기(26)로 보내진다. 기수 분리기(26)는 난방수에 포함되어 있는 공기를 배출하기 위한 것으로, 상부의 에어벤트를 통해서 공기를 배출하게 된다.

난방수 여과기(24)와 기수 분리기(26)사이에는 난방수의 압력이 과도하게 상승되는 것을 막기 위한 과압방지밸브(32)가 설치되어 있어, 난방수의 일부를 팽창밸브(48)로 보내 압력을 조절하게 된다. 기수 분리기(24)를 통과한 난방수는 순환펌프(22)의 작동으로 라인(L2)을 통해서 잠열부 열교환기(16)로 공급된 다음, 현열부 열교환기(14)를 지나면서 가열되어 라인(L3)으로 배출된다. 라인(L3)을 통해 배출된 난방수는 3웨이 밸브(28)의 작동에 따라 실내로 공급된다.

보일러의 중간 하부에는 난방수의 열을 이용하여 온수를 얻는 열교환기가 도시되어 있다. 온수흐름스위치(36)의 작동에 따라 라인(L6)을 통해 유입된 냉수는 온수 열교환기(34)를 지나는 과정에서 가열된 다음, 라인(L7)을 통해서 배출된다.

보일러의 우측 하부에는 가스 공급장치가 설치되어 있다. 가스밸브(44)의 작동에 따라 라인(L8)을 통해 유입된 가스는 라인(L9)을 통해서 연소기(4) 상부의 노즐(8)로 공급된다. 이때 가스의 공급량은 공기비례제어 전자밸브(46)의 작동에 따라 가변됨으로써 외기의 변화에 따른 공급량을 보상하게 된다. 이렇게 공급된 가스는 점화 트랜스(42) 및 점화봉을 통해 전달되는 스파크에 의해 점화되어 연소되는데, 이러한 일련의 연소과정은 사용자가 조작하는 실내온도 조절기(38)의 입력신호를 받는 컨트롤러(40)에 의해서 제어된다.

이와 같이 작동되는 콘덴싱보일러의 배기가스는 잠열부 열교환기(16)를 통과하면서 열교환이 일어나 온도가 내려가 응축수가 발생하기 때문에 발생되는 응축수를 응축수받이에 모아 외부로 배출하게 된다.

따라서, 보일러가 작동되면서 발생되는 배기가스에 포함된 수분은배기후드(18)에 떨어져 응축수받이(21)에 모아지기 때문에 계속적인 물의 보충은 필요하지 않게 되고 발생되는 응축수에 의해 U트랩을 통해 배기가스가 실내로 유입되지 않도록 하면서 배기덕트(20)를 통해 외부로 배출된다.

그래서, 본 출원인은 보일러의 초기 시운전시 응축수받이(21)에 물이 없을 경우 보일러가 작동되지 않도록 제어하며 자동으로 물보충을 실시하여 일정한 수위에서 보일러가 작동되도록 하고 응축수받이(21)의 배출구에 이상이 발생하여 응축수가 원활하게 배출되지 않아 응축수받이(21)의 수위가 계속적으로 상승하여 배기덕트(20)가 막히는 것을 방지하는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법에 대해 2000. 07. 18일 특허출원 10-2000-041133호로 출원하였다.

그런데, 이렇게 배출되는 응축수는 배기가스와 반응하여 강한 산성성분을 띄고 있기 때문에 그대로 배출될 경우 환경을 오염시키는 오염물질로 작용하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 콘덴싱보일러의 배기가스에 포함된 수분이 응축되어 모이는 응축수받이의 수위를 감지하여 일정한 수위를 유지하도록 자동으로 물보충을 실시하여 수위를 조절할 뿐만 아니라 응축수받이에 모인 응축수를 희석시키기 위해 보일러의 콘트롤러로부터 보일러의 가동량을 입력받아 보일러의 가동량에 따라 발생되는 응축수의 양에 대한 보충할 물의 양을 계산하여 자동으로 물보충을 실시하여 응축수의 산성도를 희석시키는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 콘덴싱보일러의 내부를 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

18 : 배기후드 20 : 배기덕트

21 : 응축수받이 40 : 콘트롤러

100,110,120 : 제 1내지 제 3수위감지센서

200 : 제어부 300 : 물보충 밸브

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 의한 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치는 응축수받이의 최저수위, 작동수위, 최대수위를 측정하여 물보충 밸브의 작동을 제어하고 보일러의 작동을 제어하는 제어부를 갖는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치에 있어서, 콘덴싱보일러의 작동을 총괄하는 콘트롤러를 더 구비하여 상기 제어부에서 콘트롤러로부터 보일러의 가동량을 입력받아 발생될 응축수의 양을 계산하고 발생되는 응축수를 희석시키기 위해 보충할 물의 양을 계산하여 물보충 밸브의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법은 응축수받이의 최저수위, 작동수위, 최대수위를 측정하여 물보충 밸브의 작동을 제어하고 보일러의 작동을 제어하는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법에 있어서, 콘덴싱보일러의 콘트롤러로부터 가동량을 입력받는 단계와, 콘덴싱보일러의 가동량에 따라 발생되는 응축수 양을 계산하는 단계와, 발생되는 응축수를 희석시키기 위해 보충할 물의 양을 계산하여 응축수받이의 수위제어장치의 물보충 밸브를 작동시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

위와 같이 이루어진 본 발명은 콘덴싱보일러의 작동시 응축수받이의 수위를 측정하여 물보충 밸브를 작동시켜 수위를 일정하게 유지시키거나 보일러의 작동을제어할 뿐만 아니라 보일러의 작동을 총괄하는 콘트롤러로부터 보일러의 가동량을 입력받아 보일러의 가동량에 따라 발생되는 응축수의 양을 계산하고 계산된 응축수의 양을 희석시키기 위해 보충해야될 물의 양을 계산하여 물보충 밸브를 통해 물보충을 실시하여 응축수를 희석시켜 배출되도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 2는 본 발명에 의한 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치를 나타낸 구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 응축수받이(21)의 최저수위를 감지하기 위한 제 1수위감지센서(100)와, 응축수받이(21)의 작동수위를 감지하기 위한 제 2수위감지센서(110)와, 응축수받이(21)의 최대수위를 감지하기 위한 제 3수위감지센서(120)와, 응축수받이(21)로 물을 보충하기 위한 물보충 밸브(300)와, 콘덴싱보일러의 작동을 총괄하는 콘트롤러(40)와, 제 1수위감지센서(100)와 제 2수위감지센서(110)와 제 3수위감지센서(120)의 값을 입력받아 수위에 따라 경고하고 보일러의 작동과 정지를 조절할 뿐만 아니라 콘트롤러(40)로부터 보일러의 가동량을 입력받아 발생될 응축수의 양을 계산하고 발생되는 응축수를 희석시키기 위해 보충할 물의 양을 계산하여 물보충 밸브(300)의 작동시켜 응축수받이의 수위를 조절하며 응축수를 희석시키기 위한 제어부(200)로 이루어진다.

위와 같이 이루어진 본 발명에 의한 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치의 작동을 설명하기 위해 도 3에 도시된 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법을 설명하기 위한 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법을 설명하기에 앞서, 응축수받이(21)의 수위를 조절하기 위해 제 1내지 제 2수위감지센서(100,110,120)의 값을 입력받아 물보충 밸브(300)를 작동시켜 응축수받이(21)의 수위를 일정하게 유지하기 위한 방법은 기출원된 특허출원 10-2000-041133호에 이미 개시되어 있어 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

따라서, 본 명세서에서는 응축수받이의 응축수를 희석시키기 위한 방법만을 설명한다.

먼저, 콘덴싱보일러의 콘트롤러(40)로부터 콘덴싱보일러가 정상적으로 가동된 가동량을 입력받는다(S10). 그러면, 제어부(200)에서는 보일러의 가동량으로부터 발생되는 응축수의 양을 계산한다(S20). 그런다음 발생될 응축수의 산성도를 희석시키기 위해 보충해야할 물의 양을 계산한다(S30).

이와 같이 보충해야할 물의 양에 따라 물보충 밸브(300)를 작동시켜 응축수받이(21)로 물을 보충함으로써 응축수의 산성도를 희석시켜 외부로 배출되도록 한다(S40).

따라서, 응축수받이(21)에서 배출되는 응축수의 산성도는 희석되어 낮은 산성을 띄게 됨으로써 환경에 영향을 미치지 않게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 콘덴싱보일러의 배기가스에 포함된 수분이 응축되어 모이는 응축수받이의 수위를 조절하여 보일러의 작동을 제어할 뿐만 아니라 응축수의 산성도를 낮추어 배출시키기 위해 보일러의 가동량을 보일러 콘트롤러로부터 입력받아 발생될 응축수의 양을 계산한 후 발생될 응축수를 희석시키기 위해 필요한 물의 양에 따라 물보충 밸브를 작동시켜 물과 혼합하여 희석시켜 배출되도록 함으로써 응축수받이의 수위제어 뿐만 아니라 환경의 피해를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 응축수받이의 최저수위, 작동수위, 최대수위를 측정하여 물보충 밸브의 작동을 제어하고 보일러의 작동을 제어하는 제어부를 갖는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치에 있어서,

   콘덴싱보일러의 작동을 총괄하는 콘트롤러를 더 구비하여 상기 제어부에서 상기 콘트롤러로부터 보일러의 가동량을 입력받아 발생될 응축수의 양을 계산하고 발생되는 응축수를 희석시키기 위해 보충할 물의 양을 계산하여 상기 물보충 밸브의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어장치.
2. 응축수받이의 최저수위, 작동수위, 최대수위를 측정하여 물보충 밸브의 작동을 제어하고 보일러의 작동을 제어하는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법에 있어서,

   콘덴싱보일러의 콘트롤러로부터 가동량을 입력받는 단계와,

   콘덴싱보일러의 가동량에 따라 발생되는 응축수 양을 계산하는 단계와,

   발생되는 응축수를 희석시키기 위해 보충할 물의 양을 계산하여 상기 응축수받이의 수위제어장치의 상기 물보충 밸브를 작동시키는 단계

   를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 응축수받이 수위제어방법.