KR100827967B1 - 가스보일러의 공연비 제어방법 - Google Patents

Abstract

가스보일러의 공연비 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 공연비 제어방법은, 난방수온도센서(61)에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 때, 가버너(22)를 통한 가스공급량을 일정하게 유지하고, 송풍기(21)를 통한 공기공급량을 점차적으로 감소시키도록 이루어지거나, 난방수온도센서(61)에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 때, 송풍기(21)를 통한 공기공급량을 일정하게 유지하고, 가버너(22)를 통한 가스공급량을 점차적으로 증가시키도록 이루어진다. 이에 따르면, 난방수온도의 증감에 따라 공기량과 가스량을 최적으로 증감시키도록 제어함으로써 가스보일러의 효율을 높이는 효과가 있다.

가스보일러, 공연비제어, 난방수온도, 관수온도, 혼합비, 송풍기, 가버너

Description

가스보일러의 공연비 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING AIR AND FUEL RATIO OF GAS BOILER}

도 1은 가스보일러의 일반적인 예를 나타내는 구성도이다.

도 2a는 본 발명의 실시예 1에 따른 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서의 가스공급량과 난방수온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 2b는 본 발명의 실시예 1에 따른 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서의 공기공급량과 난방수온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3a는 본 발명의 실시예 2에 따른 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서의 가스공급량과 난방수온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3b는 본 발명의 실시예 2에 따른 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서의 공기공급량과 난방수온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 4는 가스보일러의 운전시간과 난방수온도와의 관계를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 난방열교환기 20 : 버너

21 : 송풍기 22 : 가버너

61 : 난방수온도센서

본 발명은 가스보일러의 공연비 제어방법에 관한 것으로서, 특히 난방수온도의 증감에 따라 공기량과 가스량을 최적으로 증감시키도록 제어함으로써, 가스보일러의 효율을 높일 수 있는 가스보일러의 공연비 제어방법에 관한 것이다.

보일러는 일반 주택이나 각종 건물에 설치되어 난방용이나 온수용으로 이용되고 있다. 이러한 보일러의 대부분은, 기름 또는 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시키는 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 온수를 실내로 순환시켜 난방을 하거나, 사용자의 필요에 따라 온수로 사용하게 된다.

이러한 보일러 중에서 가스보일러는 그 종류가 매우 다양하고, 설치 형태에 따라 여러 가지 형태로 구분되고 있는데, 팽창탱크의 형식에 따라 밀폐식 가스보일러와 개방식 가스보일러로 구분할 수 있고, 온수열교환기의 설치형태에 따라 싱글타입과 듀얼 타입의 것으로 구분할 수 있다. 듀얼 타입의 가스보일러는 온수열교환기가 난방열교환기 파이프 안에 삽입된 구조를 가지고, 싱글 타입의 가스보일러는 온수열교환기가 난방열교환기와는 별도로 설치된 구조를 가진다.

이러한 가스보일러에 있어서, 공기와 연료의 혼합비를 어떻게 제어하느냐에 따라 연소효율이 결정되고, 유해가스의 배출량이 증감하게 되는데, 종래 그 제어방법이 다양하게 제안되어 있다.

예컨대, 한국 등록특허 제599170호에는, 송풍기의 벤추리관에서 형성되는 차 압을 이용하여 공기압력을 측정하는 풍압센서를 적용하고, 상기 풍압센서로부터 측정된 공기압력 데이터를 통해 입력되는 공기압력에 따라 연료공급량을 제어하고, 공급되는 연료량에 따라 흡입되는 공기압력이 변동되는 경우 상기 송풍기의 회전수를 조절하여 연료 공급량에 따라 적정한 풍량을 유지할 수 있도록 송풍기를 제어하는 방법이 제안되어 있다.

또한, 한국 등록특허 제681386호에는, 송풍기 및 가스밸브에 의한 공기와 가스의 공급비 검출을 위한 공연비감지센서를 적용하고, 상기 공연비감지센서에 의해 입력된 신호에 따라 상기 송풍기와 가스밸브 중 적어도 하나의 작동을 제어하여 연소실에 대한 가스와 공기 공급 비율을 조절하는 방법이 제안되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 공연비 제어방법에 있어서는, 가스보일러에서 가장 중요한 요소인 난방수온도와 결부된 공연비를 제어하는 방법이 제안되지 않고, 난방수온도의 변동 요인에 상관없이 공연비를 제어함에 따라, 이론적인 방법에 그칠 뿐 가스보일러에 실제 적용하기 어렵다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 난방수온도의 증감에 따라 공기량과 가스량을 최적으로 증감시키도록 제어함으로써, 가스보일러의 효율을 높일 수 있는 가스보일러의 공연비 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 난방수가 통과하는 난방열교환기 와, 상기 난방열교환기의 출구측에 설치되어 난방수의 온도를 감지하는 난방수온도센서와, 상기 난방열교환기를 가열하는 버너와, 상기 버너에 공기를 공급하는 송풍기와, 그리고 상기 버너에 가스를 공급하는 가버너를 구비하는 가스보일러에서, 상기 공기와 가스의 혼합비를 제어하는 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서: 상기 난방수온도센서에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 때, 상기 가버너를 통한 가스공급량을 일정하게 유지하고, 상기 송풍기를 통한 공기공급량을 점차적으로 감소시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 난방수가 통과하는 난방열교환기와, 상기 난방열교환기의 출구측에 설치되어 난방수의 온도를 감지하는 난방수온도센서와, 상기 난방열교환기를 가열하는 버너와, 상기 버너에 공기를 공급하는 송풍기와, 그리고 상기 버너에 가스를 공급하는 가버너를 구비하는 가스보일러에서, 상기 공기와 가스의 혼합비를 제어하는 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서: 상기 난방수온도센서에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 때, 상기 송풍기를 통한 공기공급량을 일정하게 유지하고, 상기 가버너를 통한 가스공급량을 점차적으로 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 가스보일러의 공연비 제어방법이 적용될 수 있는 가스보일러의 일 예가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 가스보일러는, 난방수를 열교환에 의해 가열하여 난방배관(11)을 통해 실내를 난방하는 난방열교환기(10)와; 상기 난방열교환기(10)를 거치는 난방수를 가열하는 버너(20)와; 상기 난방수를 순환시키는 순환펌프(30)와; 직수관(41)을 통해 직수(냉수)를 공급받아 상기 난방열교환기(10)를 거친 난방수와 열교환하여 온수를 생성하여 온수공급관(42)을 통해 공급하는 온수열교환기(40)와; 그리고, 상기 난방열교환기(10)를 거친 난방수의 유동경로를 상기 난방배관(11) 또는 온수열교환기(40) 쪽으로 선택적으로 전환하는 삼방향밸브(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 버너(20)는, 송풍기(21)에 의하여 공기를 공급받는 한편, 가버너(22)에 의해 가스를 공급받도록 되어 있으며, 상기 공기와 상기 가스의 적절한 혼합으로 버너(20)에 의해 혼합가스가 점화하여 연소하게 된다. 혼합가스의 연소에 의하여 상기 난방열교환기(10)를 거치는 난방수가 가열되며, 이 난방수의 온도를 감지하기 위하여, 상기 난방열교환기(10)의 출구 측에는 난방수온도센서(61)이 설치된다.

도 1에서, 참조부호 60은 가스보일러에 설치되는 컨트롤러를 나타낸다.

상기한 바와 같이 구성된 가스보일러에 의하면, 실내의 룸 컨트롤러(미도시)의 조작을 통해 컨트롤러(60)를 난방모드로 제어하면, 버너(20)에 송풍기(21)로부터 공기가 송풍됨과 아울러 가버너(22)로부터 가스가 공급된다. 또한, 삼방향밸브(50)가 난방배관(11)쪽 유로를 개방하고 온수열교환기(40)쪽 유로를 차단하도록 동작하고, 순환펌프(30)가 가동되어 난방열교환기(10)와 난방배관(11) 간에 난방수가 순환하게 된다. 상기 난방열교환기(10)를 지나는 난방수는 버너(20)의 혼합가스 점화에 의하여 가열되어, 난방배관(11)으로 유동하게 됨에 따라, 실내 난방이 수행될 수 있다.

또한, 온수모드로 제어한 상태에서 사용자가 온수를 사용하기 위해 수도꼭지를 틀면, 삼방향밸브(50)가 난방배관(11)쪽 유로를 차단하고 온수열교환기(40)쪽 유로를 개방하도록 동작하고, 직수관(41)을 통해 온수열교환기(40)로 직수가 공급된다. 따라서, 온수열교환기(40)를 경유하는 고온의 난방수와 직수의 열교환이 이루어져 상기 직수가 온수로 바뀌고, 상기 온수는 온수공급관(42)을 통해 사용자가 튼 수도꼭지로 공급된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 가스보일러에서, 일반적으로 정상연소상태에서 공기공급량이 적으면 공기공급량이 많을 때보다 효율이 높아진다는 점을 고려하여, 난방수온도의 증감에 따라 공기와 가스의 공급량을 다음의 실시예들과 같이 최적으로 제어함으로써, 가스보일러의 효율을 높이도록 되어 있다.

실시예 1

도 4에 도시된 바와 같이, 가스보일러를 가동하면, 운전시간 경과에 따라 난방수온도는 예컨대, 최고 난방수온도를 80℃라 할 때, 80℃까지 비례적으로 증가하게 된다.

난방수온도센서(61)에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 경우에, 본 실시예에서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 가버너(22) 를 통한 가스공급량이 일정하게 유지되고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 송풍기(21)를 통한 공기공급량이 점차적으로 감소하도록, 공연비를 제어한다. 즉, 난방수온도가 60℃~80℃ 범위로 증감할 경우에, 난방수온도가 80℃일 때의 공기공급량이 최소가 되는 것이다.

따라서, 정상연소상태에서 난방수온도가 60℃에서 최대가 될 때까지 공기공급량을 점감시킴으로써, 가스보일러의 효율을 높일 수 있다.

실시예 2

본 실시예에서는, 난방수온도센서(61)에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 경우에, 도 3a에 도시된 바와 같이, 가버너(22)를 통한 가스공급량이 점차 상승하도록 하고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 송풍기(21)를 통한 공기공급량이 일정하게 유지되도록, 공연비를 제어한다. 즉, 난방수온도가 60℃~80℃ 범위로 증감할 경우에, 난방수온도가 80℃일 때의 가스공급량이 최대가 되는 것이다.

따라서, 정상연소상태에서 난방수온도가 60℃에서 최대가 될 때까지 가스공급량을 점증시킴으로써, 가스보일러의 효율을 높일 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 가스보일러의 공연비 제어방법에 의하면, 정상연소상태에서 공기공급량이 적으면 공기공급량이 많을 때보다 효율이 높아진다는 점을 고려하여, 난방수온도를 기준으로 난방수온도의 증감에 따라 공기와 가스의 공급량을 최적으로 제어함으로써, 가스보일러의 효율을 높일 수 있으므 로 연료비를 절감할 수 있다.

또한, 난방수온도를 기준으로 공연비를 제어하도록 이루어져 있으므로, 가스보일러에 본 발명의 공연비 제어방법을 손쉽게 적용할 수 있다.

Claims (2)

1. 난방수가 통과하는 난방열교환기(10), 상기 난방열교환기의 출구 측에 설치되어 난방수의 온도를 감지하는 난방수온도센서(61), 상기 난방열교환기를 가열하는 버너(20), 상기 버너에 공기를 공급하는 송풍기(21), 및 상기 버너에 가스를 공급하는 가버너(22)를 구비하는 가스보일러에서, 상기 공기와 가스의 혼합비를 제어하는 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서,

   상기 난방수온도센서에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에서 80℃로 상승할 때,

   상기 가버너를 통한 가스공급량을 일정하게 유지하고, 상기 송풍기를 통한 공기공급량을 점차적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 공연비 제어방법.
2. 난방수가 통과하는 난방열교환기(10), 상기 난방열교환기의 출구측에 설치되어 난방수의 온도를 감지하는 난방수온도센서(61), 상기 난방열교환기를 가열하는 버너(20), 상기 버너에 공기를 공급하는 송풍기(21), 및 상기 버너에 가스를 공급하는 가버너(22)를 구비하는 가스보일러에서, 상기 공기와 가스의 혼합비를 제어하는 가스보일러의 공연비 제어방법에 있어서,

   상기 난방수온도센서에 의해 감지되는 난방수온도가 60℃에 도달하여 60℃에 서 80℃로 상승할 때, 상기 송풍기를 통한 공기공급량을 일정하게 유지하고, 상기 가버너를 통한 가스공급량을 점차적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 공연비 제어방법.

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