KR100467333B1 - 가스보일러의 양방향펌프제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방수를 순환시키고 또한 필요에 따라 난방수의 흐름을 변경하는 양방향펌프를 채용한 가스보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양방향펌프의 회전방향을 변경할 때에 원래의 방향의 회전운동이 끝나는 즉시 반대방향으로 회전하도록 함으로써 난방 또는 온수공급작용을 신속하게 수행할수 있도록 하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 양방향펌프제어방법은 양방향펌프의 회전방향을 변경할 때에, 릴레이를 제어하여 양방향펌프의 일측 단자로의 전원공급을 차단하고, 양방향펌프의 회전이 중지되었는지를 판단하여, 양방향펌프의 회전이 중지되었을 경우에 즉시 릴레이를 제어하여 양방향펌프의 타측 단자로 전원을 공급하는 단계로 이루어진다.

Description

가스보일러의 양방향펌프제어방법

본 발명은 난방수를 순환시키고 또한 필요에 따라 난방수의 흐름을 변경하는 양방향펌프를 채용한 가스보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양방향펌프의 회전방향을 변경할 때에 원래의 방향의 회전운동이 끝나는 즉시 반대방향으로 회전하도록 함으로써 난방 또는 온수공급작용을 신속하게 수행할수 있도록 하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 가스를 연료로 이용하여 연소시키고, 이 연소과정에서 발생되는 열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물을 순환펌프에 의해서 실내의 난방배관으로 순환시켜 난방을 하거나, 또는 목욕탕, 싱크대 등에 온수를 공급하는 장치이다.

이러한 가스보일러는 여러 종류가 공지되어 있는데, 대부분 난방수를 순환시키는 펌프가 구성되어 있다.

도 1은 양방향펌프(14)를 채용한 종래 가스보일러의 구성을 개략적으로 도시하고 있다.

도시된 가스보일러는 가스를 공급하는 가스관(1), 상기 가스관(1)으로 공급되는 가스의 양을 조절하는 가스밸브(2), 상기 가스를 연소시켜 연소열을 발생하는 버너(3), 상기 버너(3)의 연소열을 이용하여 난방수를 가열하는 열교환기(4), 상기 열교환기(4)의 난방수가 유출되는 유출관(5), 상기 열교환기(4)로 난방수가 유입되는 유입관(6), 상기 열교환기(4)에서 유출된 난방수가 다시 열교환기(4)로 유입되는 우회관(7), 난방수를 각방의 난방배관으로 공급하는 난방수공급관(8), 각방의 난방배관으로 부터 복귀하는 난방수를 받아들이는 난방환수관(9), 환수되는 난방수가 일시 저장되는 물탱크(10), 상기 물탱크(10)의 수위가 일정이상일 때 일부가 난방수가 배출되는 오버플로우관(11), 온수사용시 직수(수돗물)가 공급되는 직수관(12), 상기 직수가 열교환기(4)내에서 난방수와의 열교환작용에 의하여 가열된후 공급되는 온수관(13)을 포함하고 있다.

그리고 상기의 가스보일러는 난방수를 난방배관으로 공급하거나 보일러내에서만 순환하도록 하는 양방향펌프(14)와, 버너(3)로 공기를 흡입시킴과 동시에 버너(3)에서 발생하는 연소가스를 배출시키는 배기팬(15)을 구비하고 있다.

상기 가스보일러는 난방작용을 할 때는 상기 양방향펌프(14)는 내부의 볼(ball)이 도시된 바와 같은 위치에 있게 되고, 난방수는 열교환기(4)에서 유출관(5)을 통하여 유출되어 난방환수관(8)을 통하여 각방의 난방배관(미도시)으로 흐르고 다시 난방환수관(9)을 통하여 보일러내로 환수되어 물탱크(10)를 거쳐서 유입관(6)을 통하여 열교환기(4)로 유입된다. 난방수가 각방의 난방배관을 흐르는 동안에 각 방을 따뜻하게 한다.

사용자가 온수를 사용할 때에는 온수가열효율을 높이기 위하여 난방수를 보일러내부에서만 순환하도록 하는데 이를 위하여 양방향펌프(14)의 회전방향을 반대로 하는데, 양방향펌프(14)의 방향이 반대로 되면 내부의 볼이 난방수공급관(8)쪽을 이동하여 난방수공급관(8)쪽을 차단하고 우회관(7)쪽을 개방한다.

열교환기(4)에서 유출관(5)으로 나온 난방수는 우회관(7)과 유입관(6)을 통하여 열교환기(4)로 다시 들어간다. 따라서 난방수의 열이 빼앗기지 않기 때문에 직수와의 열교환이 더욱 활발하게 진행되어 온수가열효율을 높일수 있는 것이다.

이와 같이 난방작용상태에서 온수사용상태로 변하거나, 온수사용상태에서 난방작용상태로 변할 때에는 양방향펌프(14)의 회전방향이 변경된다.

양방향펌프(14)에는 도 2에 도시된 바와 같이 전원이 릴레이(20)를 통하여 전달되는데, 릴레이(20)는 마이컴(30)의 제어에 의하여 두 개의 전원선중 하나의 전원을 통하여 양방향펌프(14)로 전원을 공급한다. 릴레이(20)의 스위칭작용은 릴레이구동부(50)에 의하여 행해진다.

그런데 양방향펌프(14)는 어느 한 방향으로 회전하다가 그 회전방향을 변경할 때에는 릴레이(20)가 즉시 스위칭작용을 하는 것이 아니라 원래 방향의 회전이 완전히 끝난 후에 스위칭작용을 하여야 한다.

이는 양방향펌프(14)가 어느 한 방향으로 회전하는 도중에 갑작스럽게 그 회전방향을 변경하면 관성력에 의하여 펌프가 큰 충격을 받을 뿐만 아니라 순간적으로 큰 부하가 걸리므로 전선접속부분에서 스파크가 발생하여 소손을 입게 되는데, 특히 릴레이(20)가 큰 손상을 받아 작동불량이 되기도 한다.

따라서 종래에는 양방향펌프(14)의 회전방향을 바꿀 때에 우선 전원공급을 차단한 상태에서 일정시간(약 7초) 경과후 릴레이(20)의 스위칭작용을 하였다.

상기 일정시간은 실험에 의하여 대략적으로 결정되는데, 안전을 위하여 어느 정도 오차를 가산하게 된다. 즉 양방향펌프(14)에 전원공급을 차단한후 4-5초후에 회전운동이 정지된다면 안전을 위하여 2-3초의 여유를 두고 7초로 결정한다.

따라서 양방향펌프(14)의 회전이 완전히 정지된후 약 2-3초동안 계속해서 정지상태에 있게 되는데 그 동안에는 난방작용과 온수공급작용이 모두 이루어지지 않게 되는 문제가 있다.

즉 난방작용을 하다가 온수공급작용을 하는 경우에는 온수공급이 양방향펌프의 정지시간 만큼 지연되어 사용자에게 불편을 주게 되며, 온수공급작용을 하다가 난방작용을 하는 경우에는 양방향펌프의 정지시간만큼 난방작용이 늦게 이루어지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 난방작용에서 온수공급작용으로, 또는 온수공급작용에서 난방작용으로 변경하기 위해서 양방향펌프의 회전방향을 변경할 때에 원래 방향의 회전이 끝나자 마자 즉시 반대방향으로 회전하도록 하여 양방향펌프의 정지시간을 최소화하고 그에 따라서 난방작용에서 온수공급작용으로, 또는 온수공급작용에서 난방작용으로의 변경이 신속하게 행해지도록 하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스보일러의 양방향펌프제어방법은 양방향펌프의 회전방향을 변경하는 제어방법에 있어서, 릴레이를 제어하여 양방향펌프의 일측 단자로의 전원공급을 차단하는 단계, 양방향펌프의 회전이 중지되었는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 단계에서 양방향펌프의 회전이 중지되었을 경우에 릴레이를 제어하여 양방향펌프의 타측 단자로 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 3는 본 발명의 양방향펌프제어방법을 실행하기 위한 제어회로도이고, 도 4는 본 발명의 가스보일러의 양방향펌프제어방법을 실행하는 플로우챠트이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 양방향펌프를 제어하는 회로는 양방향펌프의 단자와 두 개의 전원선에 의해 연결되고 있고 전원을 상기 두 개의 전원선중 하나를 선택하여 공급하는 릴레이(20)와, 상기 릴레이(20)를 제어하는 마이컴(30)과, 양방향펌프(14)에 구성되어 양방향펌프의 회전상태를 감지하는 회전감지센서(40)와, 상기 릴레이(20)를 구동하는 릴레이구동부(50)를 포함하고 있다.

상기 회전감지센서(40)는 여러 형태의 것을 이용할수 있는데 구조의 간편성을 위하여 자석을 이용한 홀 센서(hall sensor)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 양방향펌프의 제어회로를 이용하는 본 발명의 가스보일러의 양방향펌프제어방법을 도 4의 플로우챠트를 참조하여 설명한다.

양방향펌프(14)의 회전방향을 변경할 때에는 마이컴(30)은 우선 릴레이(20)를 제어하여 양방향펌프(14)의 일측 단자로의 전원공급을 차단한다(제1단계,S1).

양방향펌프(14)의 회전방향을 변경할 때에는 우선 전원공급을 차단하여 원래 방향의 회전을 중지시켜야 한다. 이를 위하여 마이컴(30)은 릴레이구동부(50)를 제어하여 릴레이(20)가 양방향펌프(14)에 전원을 공급하지 않도록 한다.

다음에 마이컴(30)은 양방향펌프(14)의 회전이 중지되었는지를 판단한다(제2단계, S2).

양방향펌프(14)는 전원공급을 차단하면 그 회전속도가 서서히 느려지다가 결국 회전을 중지하게 된다. 이 때 회전감지센서(40)는 양방향펌프(14)의 회전중지를 감지하고 그 감지신호를 마이컴(30)에 인가한다. 따라서 마이컴(30)은 회전감지센서(40)로 부터의 신호에 의하여 양방향펌프(14)의 회전이 중지되는 것을 판단할수 있다.

상기 제2단계에서 양방향펌프(14)의 회전이 중지되었을 경우에는 릴레이(20)를 제어하여 양방향펌프(14)의 타측 단자로 전원을 공급하도록 한다(제3단계, S3).

양방향펌프(14)의 회전이 중지되자 마자 마이컴(30)은 릴레이구동부(50)를 제어하여 릴레이(20)로 하여금 전원이 양방향펌프(14)의 타측단자로 공급되도록 한다. 이 때 양방향펌프(14)는 반대방향으로 회전하기 시작한다.

이와 같이 본 발명의 양방향펌프제어방법은 양방향펌프의 회전방향을 변경할 때 원래 방향의 회전이 끝나자마자 즉시 반대방향으로 회전을 시작하므로 난방작용에서 온수공급작용으로 변경하거나 또는 온수공급작용에서 난방작용으로 변경할 때에 그 변경이 신속하게 이루어진다. 따라서 사용자가 온수를 이용하는 것이 편리하고 난방작용이 신속하게 이루어 진다.

본 발명의 가스보일러의 양방향펌프제어방법은 난방작용에서 온수공급작용으로, 또는 온수공급작용에서 난방작용으로 변경하기 위해서 양방향펌프의 회전방향을 변경할 때에 원래 방향의 회전이 끝나자 마자 즉시 반대방향으로 회전하도록 하므로 양방향펌프의 정지시간이 최소화되고 그에 따라서 난방작용에서 온수공급작용으로, 또는 온수공급작용에서 난방작용으로의 변경이 신속하게 행해지는 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 종래 양방향펌프를 채용한 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2은 종래 양방향펌프의 제어회로의 블록도,

도 3는 본 발명의 양방향펌프제어방법을 실행하기 위한 제어회로의 블록도,

도 4는 본 발명의 가스보일러의 양방향펌프제어방법을 실행하는 플로우챠트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 가스관 2: 가스밸브

3: 버너 4: 열교환기

5: 유출관 6: 유입관

7: 우회관 8: 난방수공급관

9: 난방환수관 10: 물탱크

11: 오버플로우관 12: 직수관

13: 온수관 14: 양방향펌프

15: 배기팬 20: 릴레이

30: 마이컴 40: 회전감지센서

50: 릴레이구동부

Claims (3)

1. 양방향펌프의 회전방향을 변경하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법에 있어서,

   릴레이(20)를 제어하여 양방향펌프(14)의 일측 단자로의 전원공급을 차단하는 단계,

   양방향펌프(14)의 회전이 중지되었는지를 판단하는 단계, 그리고

   상기 단계에서 양방향펌프(14)의 회전이 중지되었을 경우에 릴레이(20)를 제어하여 양방향펌프(14)의 타측 단자로 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 양방향펌프(14)의 회전이 중지되었는지의 판단은, 마이컴(30)이, 양방향펌프(14)에 구성되어 양방향펌프의 회전상태를 감지하는 회전감지센서(40)로 부터 신호에 의하여 행하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 회전감지센서(40)는 자석을 이용하는 홀 센서인 것을 특징으로 하는 가스보일러의 양방향펌프제어방법.

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