KR100811813B1 - 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법 - Google Patents

온수기 및 보일러의 구동 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자 설정 온도와 온수기 또는 보일러의 배관 내 물의 온도의 차이값이 소정 시간 경과시까지 설정 값에 도달하지 않은 경우, 사용자 설정 온도보다 낮은 목표 온도를 사용해 산출한 열량에 따라 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하여, 점화된 직후 초기에 발생하는 오버슈트(overshoot)를 제거한다.
보일러, 점화, 오버슈트, 온도, 열량

Description

온수기 및 보일러의 구동 제어 방법{Method for controlling to driving of hot water heater and boiler}
도 1은 종래 오버슈트가 발생된 양태가 도시된 도면
도 2는 본 발명이 사용된 제어장치가 도시된 도면
도 3는 본 발명에 따라 오버슈트가 제거된 양태가 도시된 도면
도 4는 본 발명에 따른 제어방법이 도시된 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
201 : 키입력부 202 : 수량감지신호처리부
203 : A/D변환부 204 : 화염감지신호처리부
205 : 메모리 206 : 이그나이터
207 : 이그나이터 구동부 208 : 가스전자변
209 : 가스전자변 구동부 210 : 비례가스전자변
211 : 비례가스전자변 구동부 212 : 팬
213 : 팬 구동부 214 : 마이크로 컴퓨터
본 발명은 온수기 및 보일러의 배관 내 흐르는 물의 온도에 따라 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 방법에 관한 것이다.
종래는 온수기의 배관 내 흐르는 물의 양이 특정값 이상에 도달한 경우, 이그나이터를 온시켜 점화하는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 점화된 직후 소정 시간에 사용자가 설정한 온도를 넘어서는 오버슈트(overshoot)(A)가 발생한다.
본 발명은 이러한 오버슈트를 제거하도록 한다.
이러한 목적에 따른 본 발명은
배관 내 흐르는 물의 온도에 따라 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 가진 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 단계는 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달하지 않은 경우, 설정 시간 경과시까지 하기의 수학식1에 의해 계산된 목표 온도로 산출된 열량에 따라 상기 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
* 수학식1
목표 온도 = 설정 온도 - (P(℃) × t1)/t2
(여기서, t1은 이그나이터가 온이 된 시점(t1=t2)부터 경과된 시간을 뺀 값, t2는 설정 시간, P는 소정의 온도 상수, t1→0)
그리고, 상기 단계는 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달한 경우, 또는 상기 설정 시간이 경과된 경우, 상기 설정 온도로 산출된 열량 에 따라 상기 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 P(℃)는 10(℃)인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2의 제어장치는 본 발명에 따른 제어장치의 예로 크게, 키 입력부(201), 수량감지센서로부터 입력된 온 또는 오프 신호를 마이크로 컴퓨터(214)에 적합한 신호로 처리하는 예컨대, 수량감지센서로부터 입력된 12(V) 신호를 마이크로 컴퓨터(214)에 적합한 5(V) 신호로 처리하는 수량감지신호처리부(202), 온도감지센서로부터 입력된 배관 내 흐르는 물의 온도에 대응되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(203), 화염감지센서로부터 입력된 온 또는 오프 신호를 마이크로 컴퓨터(214)에 적합한 신호로 처리하는 화염감지신호처리부(204), 상기 수량감지신호처리부(202), A/D변환부(203), 화염감지신호처리부(204)의 출력 데이터를 저장하는 메모리(205), 이그나이터(206), 가스전자변(208), 비례가스 전자변(210), 팬(212)을 각기 구동하는 이그나이터 구동부(207), 가스전자변 구동부(209), 비례가스전자변 구동부(211), 팬 구동부(213) 및 상기 각 부를 제어하는 마이크로 컴퓨터(214)로 된 것이다.
먼저, 마이크로 컴퓨터(214)는 메모리(205) 내 데이터인 배관 내 물의 양이 설정량에 도달한 경우, 그에 대응되는 전압을 팬구동부(213), 가스전자변구동부(209) 및 이그나이터 구동부(207)로 인가한다. 그러면, 상기 팬구동부(213), 가 스전자변구동부(209) 및 이그나이터 구동부(207)는 그 인가된 전압에 대응되는 듀티비의 펄스 신호로 팬(212), 가스전자변(208), 이그나이터(206)를 온(ON)한다.
그리고, 상기 메모리(205) 내 데이터인 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달하지 않은 경우, 설정 시간 경과시까지 하기의 수학식2에 의해 계산된 목표 온도로 열량을 산출한다.
* 수학식2
목표온도 = 설정 온도 - (P(℃) × t1)/t2
여기서, t1은 이그나이터가 온이 된 시점(t1=t2)부터 경과된 시간을 뺀 값, t1→0, t2는 설정 시간, P는 소정의 온도 상수로 예컨대, 10(℃)일 수 있다.
다음, 그 산출한 열량에 대응되는 전압을 팬구동부(213)와 비례가스전자변 구동부(211)로 인가하고, 상기 팬구동부(213)와 비례가스전자변 구동부(211)는 그 인가된 전압에 대응되는 듀티비의 펄스 신호로 팬(212)과 비례가스전자변(210)을 각기 구동한다.
그 결과, 오버슈트가 발생되는 열량만큼 낮추어진 열량에 따라 팬과 비례가스전자변이 구동되어 배관 내 물의 온도가 설정 온도를 넘어서는 것을 방지할 수 있다.
반면에, 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달한 경우, 또는 상기 설정 시간이 경과된 경우, 상기 설정 온도로 열량을 산출한다. 그리고, 그 산출된 열량에 대응되는 전압을 팬(212)과 비례가스전자변(210)으로 인가하고, 상기 팬(212)과 비례가스전자변(210)은 그 인가된 전압에 대응되는 듀티비의 펄스 신호로 팬(212)과 비례가스전자변(210)을 각기 구동한다.
상기 동작은 설정된 시간이 경과할 때까지 반복적으로 이루어지며, 배관 내 물의 량이 설정량에 예컨대, 2(ℓ)이하에 도달한 경우, 팬구동부(213)와 비례가스전자변(210)은 마이크로 컴퓨터(214)의 제어하에 팬(212)과 비례가스전자변(210)을 오프한다.
도 3은 점화가 된 후 소정 시간 내 발생하는 오버슈트가 본 발명에 따라 제거된 양태가 도시된 것으로, 오버슈트가 발생되는 열량만큼 낮추어진 열량에 따라 팬과 비례가스전자변이 구동되어 배관 내 물의 온도가 설정 온도를 넘어서는 것을 방지한다(A). 그리고, 설정 온도로 안정적으로 유지되기 시작하는 시점(t)을 단축시킨다.
도 4의 구동제어방법은 본 발명에 따른 구동제어방법의 예이다.
먼저, 수량감지센서로부터 입력된 배관 내 흐르는 물의 양에 대응되는 데이터, 온도감지센서로부터 입력된 배관 내 흐르는 물의 온도에 대응되는 데이터를 저장한다.
다음, 배관 내 물의 양이 설정량에 예컨대, 2.7(ℓ)에 도달한 경우(S400), 그에 대응되는 듀티비의 펄스 신호로 팬, 가스전자변, 이그나이터를 온(ON)한다(S401, S402, S403). 그리고, 화염감지센서로부터 버너의 주변 열에 대응되는 데이터가 입력되면, 이그나이터를 오프한다(S405).
이어, 설정 시간 경과시까지(S406), 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 예컨대, 설정 온도에서 10(℃)를 뺀 값에 도달하지 않은 경 우(S407), 하기의 수학식3에 의해 계산된 목표 온도로 열량을 산출한다.
* 수학식3
목표온도 = 설정 온도 - (P(℃) × t1)/t2
여기서, t1은 이그나이터가 온이 된 시점(t1=t2)부터 경과된 시간을 뺀 값, t1→0, t2는 설정 시간, P는 소정의 온도 상수로 예컨대, 10(℃)일 수 있다.
다음, 그 산출한 열량에 대응되는 전압에 의해 발생한 소정 듀티비의 펄스 신호로 팬과 비례가스전자변이 구동되도록 제어한다(S411, S412).
그 결과, 오버슈트가 발생되는 열량만큼 낮추어진 열량에 따라 팬과 비례가스전자변이 구동되어 배관 내 물의 온도가 설정 온도를 넘어서는 것을 방지할 수 있다.
반면에, 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달한 경우, 또는 상기 설정 시간이 경과된 경우, 메모리 내 설정 온도를 독출하고(S409), 그 독출한 설정 온도로 열량을 산출하고(S410), 그 산출한 열량에 대응되는 전압에 의해 발생한 소정 듀티비의 펄스 신호로 팬과 비례가스전자변이 구동되도록 제어한다(S411, S412).
상기 동작은 설정된 시간이 경과할 때까지 반복적으로 이루어지며, 배관 내 물의 량이 설정량에 도달한 경우(S413), 팬과 비례가스전자변이 오프되도록 제어한다(S414, S415).
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 온수기 또는 보일러의 배관 내 물의 온도가 설정 온도를 넘어서는 오버슈트를 제거하고, 설정 온도로 안정적으로 유지되기 시작하는 시점을 단축시킨다.

Claims (5)

  1. 배관 내 흐르는 물의 온도에 따라 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 가진 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 단계는 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달하지 않은 경우, 설정 시간 경과시까지 하기의 수학식에 의해 계산된 목표 온도로 산출된 열량에 따라 상기 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법.
    * 수학식
    목표온도 = 설정 온도 - (P(℃) × t1)/t2
    (여기서, t1은 이그나이터가 온이 된 시점부터 경과된 시간을 뺀 값, t2는 설정 시간, P는 소정의 온도 상수)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계는 설정 온도와 배관 내 물의 온도의 차이값이 설정 값에 도달한 경우, 상기 설정 온도로 산출된 열량에 따라 상기 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계는 상기 설정 시간이 경과된 경우, 상기 설정 온도로 산출된 열량 에 따라 상기 팬과 비례가스전자변의 구동을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 P(℃)는 10(℃)인 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    목표온도는 시간 경과에 따라 가변되는 온수기 및 보일러의 구동 제어 방법.
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