KR100361154B1 - 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내와 실외에 온도/습도 센서를 구비하여 주변 환경에 영향을 받지 않고 실내 온도를 자동으로 조절할 수 있도록한 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 구성은 실내에 위치되어 사용자의 선택에 의한 퍼지 난방 제어 선택 신호를 입력할 수 있는 룸콘,보일러의 내부에 구성되어 상기 룸콘을 이용한 선택 모드 또는 설정 모드에 따라 보일러의 가동을 제어하는 메인 콘트롤러를 포함하고,상기 룸콘의 내부 또는 외측에 구성되어 실내의 온도 및 습도를 센싱하는 제 1 온도/습도 센서와, 상기 메인 콘트롤러에 연결되어 실외에 구성되어 실외의 날씨 및 계절등의 주변 환경에 따른 온도 및 습도를 센싱하는 제 2 온도/습도 센서를 구비하여 상기 메인 콘트롤러가 상기 제 1,2 온도/습도 센서의 검출값을 이용하여 실내 온도가 적정하게 유지되도록 자동으로 보일러를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법{Apparatus for controlling purge heating of boiler and the method thereof}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내와 실외에 온도/습도 센서를 구비하여 주변 환경에 영향을 받지 않고 실내 온도를 자동으로 조절할 수 있도록한 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 일정한 공간 내의 온도를 일정하게 유지하여 일의 능률을 올리도록 하는 것을 공기조화라 하며, 이때 사용되는 인위적인 수단을 공기조화장치라 한다.

이 공기조화장치는 실내 공기의 온도를 낮추는 냉방장치와 그 온도를 높이는 난방장치가 있다. 이 냉방장치는 압축된 냉매가 팽창되면서 발생하는 흡열작용을 이용하여 흡입된 공기를 냉각시키고, 이 냉각된 공기를 실내로 토출시킴으로써 실내를 냉방하게 된다.

또한, 난방장치는 에너지원에 따라 유류를 사용하는 기름보일러와, 기체를 사용하는 가스보일러로 구분된다. 이 기름보일러와 가스보일러는 모두 유류와 가스를 발화물질로 사용하여 이 발화물질이 산화됨에 따라 발생하는 열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물을 순환시킴으로써 실내의 온도를 높임과 동시에 온수를 제공한다.

한편, 이러한 가스 보일러는 시스템의 구조 즉, 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러 가지로 나누어지는데 특히 외기의 온도변화에 따라 공기량을 조절하여 항상 일정량의 공기가 공급될 수 있도록 공기비례제어 방식을 사용하고 있는 경우 이를 공기 비례식 가스보일러라고 통칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 일반적인 가스보일러의 하나인 공기 비례식 가스보일러에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 가스 보일러의 구성도이다.

여기에 예시한 가스보일러(2)는 송풍기(10)와 버너(12)가 화염감지기(4)의상부에 배치되어 있다. 화염감지기(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 모아진 다음 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.

그리고 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 팽창탱크(48)로 보내 압력을 조절하게 된다.

그리고 기수 분리기(24)를 통과한 난방수는 순환펌프(22)의 작동으로라인(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 화염감지기(4) 상부의 노즐(8)로 공급된다.

이때, 가스의 공급량은 공기비례제어 전자밸브(46)의 작동에 따라 가변되므로써 화기의 변화에 따른 공급량을 보상하게 된다. 이렇게 공급된 가스는 점화 트랜스(42) 및 점화봉을 통해 전달되는 스파크에 의해 점화되어 연소되는데, 이러한 일련의 연소과정은 사용자가 조작하는 룸콘(38)의 입력신호를 받는 메인 콘트롤러(40)에 의해서 제어된다.

이와 같은 가스 보일러는 난방 운전 기능으로 실내온도 난방 기능과 난방수온도 난방 기능이 있다.

난방 운전 기능의 발전으로 실외가 아닌 실내에서도 룸콘을 이용하여 소비자의 취향에 맞게 보일러를 가동 및 정지시킬 수 있으며 적은 연료로 정밀하고 신속하게 보일러를 제어하여 보다 더 효율적이고 안전하게 난방 생활을 즐길 수 있다.

난방수 온도 난방 기능은 룸콘을 이용한 난방수 온도 설정에 의해 이루어지는데, 이때 룸콘은 실내온도와는 무관하게 방바닥으로 순환되는 물의 온도에 의해 운전을 제어하므로 외풍이 없는 집에서는 실내온도가 올라가도 계속 운전되어 매번 사용자가 룸콘의 난방수설정온도를 조절해야한다.

다른 난방 기능으로 설정된 실내온도로 난방운전을 할 경우 집 구조가 위풍이 센 집의 경우 보일러가 계속 운전되어도 실내온도는 춥고 방바닥은 뜨거워 룸콘의 실내설정온도를 낮춰 보일러를 정지시키고, 다시 추우면 설정온도를 높여 보일러를 가동시는 방식으로 매번 설정온도를 조절해주어야 한다.

이와 같은 종래 기술의 보일러 및 그를 제어 하기 위한 난방 제어 장치는 다음과 같은 문제가 있다.

날씨나 계절에 따라 소비자가 직접 룸콘을 이용하여 설정온도 및 기능을 조절해야되는 번거로움이 있다.

즉, 사용 환경에 따른 적정 난방이 이루어지지 않아 사용자가 매번 룸콘 또는 메인 컨트롤러를 이용하여 조절을 하여야 하므로 사용자의 불편함을 가중시킨다.

또한, 이와 같은 불편함을 해소하기 위하여 실내온도난방 및 난방수온도난방 기능으로 운전시 임의의 가동/정지시간을 프로그램화 시켜 보상하는 경우에는 보일러를 사용하는 환경조건이 집집마다 달라 불편함을 해소하지 못했다.

더욱이 이와 같은 보상 방법은 기능이 복잡해 일반 사용자의 경우 적절한 운용이 어려워 대부분 보일러 전원스위치의 on/off에 의한 적절하지 못한 방법을 사용하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 보일러의 난방 제어 장치 및 방법의 문제를 개선하기 위한 것으로, 사용자가 룸콘을 이용하여 실내온도를 조절해주지 않아도 최적의 실내온도를 유지할 수 있도록 하여 사용자의 편리성을 높인 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 가스 보일러의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 퍼지 난방 제어 장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 퍼지 난방 제어 방법을 나타낸 플로우 차트

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

201. 보일러 202. 메인 콘트롤러

203. 룸콘 204. 제 1 온도/습도 센서

205. 제 2 온도/습도 센서

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 장치는 실내에 위치되어 사용자의 선택에 의한 퍼지 난방 제어 선택 신호를 입력할 수 있는 룸콘,보일러의 내부에 구성되어 상기 룸콘을 이용한 선택 모드 또는 설정 모드에 따라 보일러의 가동을 제어하는 메인 콘트롤러를 포함하고,상기 룸콘의 내부 또는 외측에 구성되어 실내의 온도 및 습도를 센싱하는 제 1 온도/습도 센서와, 상기 메인 콘트롤러에 연결되어 실외에 구성되어 실외의 날씨 및 계절등의 주변 환경에 따른 온도 및 습도를 센싱하는 제 2 온도/습도 센서를 구비하여 상기 메인 콘트롤러가 상기 제 1,2 온도/습도 센서의 검출값을 이용하여 실내 온도가 적정하게 유지되도록 자동으로 보일러를 제어하는 것을 특징으로 하고, 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 방법은 보일러 시스템의 전체를 제어하는 메인 컨트롤러와 메인 컨트롤러에 사용자의 선택에 의한 보일러 제어신호를 송수신하는 룸콘을 구비하는 보일러의 제어에 있어서,퍼지 난방 기능을 위한 동작 모드 선택 신호를 입력하는 단계;입력된 동작 모드 선택 신호를 판단하여 퍼지 난방 제어 기능일 경우에 실외와 실내의 온도/습도값을 검출하는 단계;실외와 실내의 온도/습도값의 검출이 완료되면 이를 메인 콘트롤러로 전송하는 단계;전송되어진 실외와 실내의 온도/습도값에 관한 데이터를 이용하여 실내 온도를 최적화시키는데 필요한 보일러 구동 적정값을 산출하는 단계;산출된 보일러 구동 적정값을 이용하여 보일러를 가동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 퍼지 난방 제어 장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 장치는 실내에 위치되어 사용자의 선택에 의한 난방 및 온수 제어 선택 신호 및 퍼지 제어 기능 선택 신호를 입력할 수 있는 룸콘(실내 온도 조절기)(203)과, 보일러(201)의 내부에 구성되어 룸콘(203)을 이용한 선택 모드 또는 설정 모드에 따라 보일러의 가동을 제어하는 메인 콘트롤러(202)를 포함하고, 상기 룸콘(203)의 내부 또는 외측에 구성되어 실내의 온도 및 습도를 센싱하는 제 1 온도/습도 센서(204)와, 상기 메인 콘트롤러(202)에 연결되어 실외에 구성되어 실외의 날씨 및 계절등의 주변 환경에 따른 온도 및 습도를 센싱하는 제 2 온도/습도 센서(205)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 장치는 실외에 구성된 제 2 온도/습도 센서(205)가 보일러(201)의 메인 콘트롤러(202)에 연결되고, 실내에는 룸콘(203)에 제 1 온도/습도 센서(204)가 설치되어 있어 사용자가 룸콘(203)을 이용하여 자동기능을 선택하면 제 1,2 온도/습도 센서(204)(205)에 의해 감지된 온도/습도값이 메인 콘트롤러(202)에 전달되고, 메인 콘트롤러(202)에서는 이값들을 이용하여 실내 온도가 최적인 상태로 유지될 수 있도록 자동으로 보일러의 가동을 제어한다.

이와 같은 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 퍼지 난방 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

먼저, 사용자가 룸콘(203)의 입력 수단을 이용하여 퍼지 난방 기능을 선택하면(S301) 사용자에 의해 입력된 동작 모드 선택 신호가 자동인지 반자동인지를 판단한다.(S302)

이어, 사용자가 선택한 동작 모드가 자동 즉, 퍼지 난방 제어 기능일 경우에는 실내에 구성된 제 1 온도/습도 센서(204)와 실외에 구성된 제 2 온도/습도 센서(205)를 이용하여 실외와 실내의 온도/습도값을 검출한다.(S303)

그리고 실외와 실내의 온도/습도값의 검출이 완료되면(S305) 이를 메인 콘트롤러(202)로 전송한다.

이와 같이 전송된 실외와 실내의 온도/습도값에 관한 데이터를 이용하여 메인 콘트롤러(202)에서는 실내 온도를 최적화시키는데 필요한 보일러 구동 적정값을 산출한다.(S307)

이어, 산출된 보일러 구동 적정값을 이용하여 보일러를 가동한다.(S308)

이와 같이 사용자가 퍼지 난방 제어 기능을 선택하지 않는 경우에는룸콘(203)을 이용한 설정 온도값 또는 실외/실내의 온도차에 의해 보일러를 가동한다.(S304)

이와 같은 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법은 실외 및 실내의 온도/습도값을 검출하여 이를 비교 분석하여 날씨 및 계절등 주변환경에 관계없이 실내온도 적정값을 계산하여 사용자가 직접 룸콘을 이용하여 난방 제어를 하지 않아도 자동으로 보일러를 제어하여 쾌적한 실내온도를 유지할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 보일러의 퍼지 난방 제어 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

사용자가 룸콘을 이용하여 실내온도를 조절해주지 않아도 최적의 실내온도를 유지할 수 있도록 하여 사용자의 편리성을 높이는 효과가 있다.

또한, 보일러의 상태를 상시 점검하는 것이 가능하여 보일러를 편안하고 쾌적하게 사용할 수 있어 제품의 경쟁력을 높이고, 불필요한 보일러 on/off 동작을 방지하여 경제적인 측면에서 유리하다.

Claims (2)

1. 실내에 위치되어 사용자의 선택에 의한 퍼지 난방 제어 선택 신호를 입력할 수 있는 룸콘,

   보일러의 내부에 구성되어 상기 룸콘을 이용한 선택 모드 또는 설정 모드에 따라 보일러의 가동을 제어하는 메인 콘트롤러를 포함하고,

   상기 룸콘의 내부 또는 외측에 구성되어 실내의 온도 및 습도를 센싱하는 제 1 온도/습도 센서와, 상기 메인 콘트롤러에 연결되어 실외에 구성되어 실외의 날씨 및 계절등의 주변 환경에 따른 온도 및 습도를 센싱하는 제 2 온도/습도 센서를 구비하여 상기 메인 콘트롤러가 상기 제 1,2 온도/습도 센서의 검출값을 이용하여 실내 온도가 적정하게 유지되도록 자동으로 보일러를 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러의 퍼지 난방 제어 장치.
2. 보일러 시스템의 전체를 제어하는 메인 컨트롤러와 메인 컨트롤러에 사용자의 선택에 의한 보일러 제어신호를 송수신하는 룸콘을 구비하는 보일러의 제어에 있어서,

   퍼지 난방 기능을 위한 동작 모드 선택 신호를 입력하는 단계;

   입력된 동작 모드 선택 신호를 판단하여 퍼지 난방 제어 기능일 경우에 실외와 실내의 온도/습도값을 검출하는 단계;

   실외와 실내의 온도/습도값의 검출이 완료되면 이를 메인 콘트롤러로 전송하는 단계;

   전송되어진 실외와 실내의 온도/습도값에 관한 데이터를 이용하여 실내 온도를 최적화시키는데 필요한 보일러 구동 적정값을 산출하는 단계;

   산출된 보일러 구동 적정값을 이용하여 보일러를 가동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 퍼지 난방 제어 방법.