KR100974168B1 - Flow control method for circular pump in boiler - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보일러의 순환펌프 유량 제어방법에 관한 것으로 특히, 공지된 보일러의 운전 제어방법에 있어서, 연소지시신호가 발생되면 공급열량을 설정온도에 따른 현재 출탕온도 대비로 산출하여 열량을 계산하는 단계와; 순환펌프를 최대 회전수로 구동시키는 단계와; 상기 순환펌프를 최대 회전수로 구동시키는 가운데 난방온도가 설정온도에 도달하는지를 계속 검출하는 단계와; 난방온도가 설정온도에 도달하면 그때 버너의 최대공급 연소열량이 4구간으로 구획한 현재제어열량 대비 어느 구간에 속하는 연소열량인지를 확인하여 순환펌프의 구동량을 현재제어열량 대비 다단으로 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for controlling the flow rate of a circulating pump of a boiler, and in particular, in a known operation control method of a boiler, calculating a calorific value by calculating a calorific value of a heat supply relative to a current tapping temperature according to a set temperature when a combustion instruction signal is generated. Wow; Driving the circulation pump at the maximum rotational speed; Continuously detecting whether a heating temperature reaches a set temperature while driving the circulation pump at the maximum rotational speed; When the heating temperature reaches the set temperature, it is possible to control the driving amount of the circulating pump in multiple stages compared to the current control heat by checking which section the burner's maximum supply heat is compared with the current control heat divided into 4 sections. It features.
이와 같이 보일러의 순환펌프에 대한 유량제어를 실시할 때 난방공급열량이 적게 필요할 경우는 그에 맞게 펌프에 흐르는 유량도 적게 해 줄 수 있어 난방효율을 극대화할 수 있고, 펌프의 구동 능력을 줄여 줄 수 있어 펌프 구동에 따른 진동소음을 줄일 수 있음은 물론 소비전력을 대폭 줄일 수 있어 에너지 절감 효과를 가질 수 있으며, 또한 공급열량에 따라 현재의 난방 부하량도 인식하고 펌프의 순환 유량을 적게 함으로써 필요 이상의 열량이 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있음은 물론 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.In the case of controlling the flow rate of the boiler circulating pump in this way, if the amount of heat supplied to the heating is required, the flow rate of the pump can be reduced accordingly, thereby maximizing the heating efficiency and reducing the driving ability of the pump. In addition, it can reduce vibration noise due to pump operation and can significantly reduce power consumption, resulting in energy saving effect. Also, it recognizes the current heating load according to the amount of heat supplied and reduces the circulation flow rate of the pump. Not only can this supply be prevented in advance, but also customer satisfaction can be improved, and the merchandise and reliability of the boiler itself can be greatly improved.
보일러, 순환펌프, 송풍팬, 제어열량, 난방부하, 유량제어 Boiler, Circulating Pump, Blowing Fan, Controlled Heat, Heating Load, Flow Control
Description
본 발명은 보일러의 순환펌프 유량 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러에 공급되는 열량에 따라 펌프의 유량을 조절하는 방식을 통해 난방공급열량이 적게 필요할 경우는 그에 맞게 펌프에 흐르는 유량도 적게 해주어 난방효율을 극대화하고, 펌프의 구동 능력을 줄여 주어 펌프 구동에 따른 진동소음 및 소비전력을 대폭 줄여 에너지 절감 효과를 가질 수 있으며, 또한 공급열량에 따라 현재의 난방 부하량도 인식하여 펌프의 순환 유량을 적게 하여 필요 이상의 열량이 공급되는 것을 방지할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the flow rate of a circulation pump of a boiler, and more specifically, when the amount of heat supplied to the heating is small by adjusting the flow rate of the pump according to the amount of heat supplied to the boiler, the flow rate of the pump is also reduced accordingly. By maximizing the heating efficiency and reducing the driving ability of the pump, it can significantly reduce the vibration noise and power consumption according to the driving of the pump, and have the energy saving effect. It is invented to prevent the supply of more heat than necessary by reducing the amount.
일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.In general, a boiler uses oil, coal, and gas as fuel to burn water or heat water using combustion heat and heat generated by supplying electricity to a heater to supply hot water to various heating facilities. It refers to a facility for boiling water. In the case of a residential boiler, it is used to supply hot water to a pipe installed in the floor of a room to heat it, or to supply hot water through a water pipe.
그런데, 종래 대부분이 보일러에 설치되어 있는 순환펌프의 속도는 보일러의 운전중에 항상 일정한 속도로 회전하던가, 연소중에는 강회전되고 소화시에는 정지하는 단조로운 운전제어가 이루어져 보일러의 난방배관과 같은 부품에 무리를 주어 보일러의 수명을 단축시키는 문제가 있고, 난방효율의 저하와 쾌적난방이 이루어질 수 없는 문제점이 항상 내포되어 있다.By the way, the speed of the circulating pump, which is mostly installed in the boiler, is always rotated at a constant speed during the operation of the boiler, or is monotonous operation control that is strongly rotated during combustion and stopped at the time of fire extinguishing. There is a problem to shorten the life of the boiler given the problem, the degradation of heating efficiency and the problem that can not be made comfortable heating is always implicated.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 국내 등록특허 10-279885호 및 10-0294415호 등에서는 보일러의 난방 출탕 측 및 난방 환수 측에 서미스터를 각각 설치하여 난방 출탕온도와 환수온도의 차를 이용하여 순환펌프의 회전수를 제어하는 방법을 제시하기도 하였다.In order to solve this problem, in Korea Patent Registration Nos. 10-279885 and 10-0294415, the thermistors are installed on the heating tapping and heating return sides of a boiler, respectively, and the circulation pump using the difference between the heating tapping temperature and the returning temperature. A method of controlling the number of rotations of the motor is also presented.
그러나 상기와 같은 순환펌프 제어방법은 난방출탕 측 및 난방환수 측의 온도차를 이용하여 이단(고속, 저속으로의 순환펌프 제어) 또는 삼단(고속, 중속, 저속)으로 제어하는 방법을 채택하고 있어, 해당 순환펌프의 동작에 대한 확인 방법이 전혀 없을 뿐만 아니라, 각 온수의 온도차만으로는 신속하고 정확한 비례제어를 하기 어려운 문제점이 여전히 남아있다.However, the circulation pump control method as described above adopts a method of controlling two-stage (high-speed, low-speed circulation pump control) or three-stage (high-speed, medium-speed, low-speed) by using the temperature difference between the heating tapping side and the heating return side. In addition, there is no verification method for the operation of the circulation pump at all, and it still remains a problem that it is difficult to perform a quick and accurate proportional control only by the temperature difference of each hot water.
또한, 일부 보일러에서는 보일러는 연소시 난방 유량을 제어하는 경우가 있는데, 이 경우 송풍팬의 회전수에 따라 순환펌프의 유량을 결정하여 난방을 하고 있다.In addition, in some boilers, the boiler may control the heating flow rate during combustion. In this case, the flow rate of the circulation pump is determined according to the rotation speed of the blower fan to heat the heating.
그러나, 이와 같은 방법으로 보일러의 순환펌프를 제어할 경우 난방의 능력효율을 위하여 버너의 절체가 있는 보일러 시스템에서는 맞지 않는 경우가 발생을 하였다.However, in the case of controlling the circulation pump of the boiler in this way, the boiler system with the changeover of the burner was not suitable for the heating efficiency efficiency.
또한, 보일러의 점화시에는 출탕 온도가 낮아서 최대 연소를 하게 되는데, 설정온도에 도달하여 유량을 송풍팬의 회전수가 낮아진 후 유량제어에 들어간다 하더라도 이미 열량공급이 과다하므로 연소시간이 그리 길지 못하고 이내 소화가 되므로 난방부하가 적은 곳에서는 순환펌프의 유량제어에 따른 효과를 보지 못하여 소비자의 불편사항이 발생하고 있는 실정이다.In addition, when the boiler is ignited, the tapping temperature is low and the maximum combustion occurs. Even if the flow rate is controlled after reaching the set temperature and the rotation speed of the blower fan is lowered, the heat supply is already excessive. In the place where the heating load is small, the inconvenience caused by the flow control of the circulation pump is not seen, and the inconvenience of the consumer occurs.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 보일러의 순환펌프에 대한 유량제어를 실시할 때 송풍팬의 회전수에 의한 것이 아니라 보일러에 공급되는 열량에 따라 펌프의 유량을 조절하는 방식을 통해 제어함으로써 난방공급열량이 적게 필요할 경우는 그에 맞게 펌프에 흐르는 유량도 적게 해주어 난방효율을 극대화하고, 펌프의 구동 능력을 줄여 펌프 구동에 따른 진동소음을 줄일 수 있음은 물론 소비전력을 대폭 줄여 에너지 절감 효과를 가질 수 있으며, 또한 공급열량에 따라 현재의 난방 부하량도 인식하여 펌프의 순환 유량을 적게 하여 필요 이상의 열량이 공급되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소비자의 만족도를 대폭 향상시킬 수 있는 보일러의 순환펌프 유량 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, the flow rate of the circulating pump of the boiler when controlling the flow rate of the pump according to the amount of heat supplied to the boiler, not by the rotational speed of the fan By controlling the energy consumption by heating, the flow rate of the pump is reduced accordingly when the heat supply is small, maximizing the heating efficiency, reducing the driving ability of the pump, and reducing the noise generated by the vibration of the pump. It can significantly reduce energy, and also recognize the current heating load according to the heat supply, and reduce the circulation flow rate of the pump to prevent the supply of more heat than necessary, and can greatly improve the customer's satisfaction. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the flow rate of a circulating pump in a boiler.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, 보일러의 동작에 필요한 전원전압을 공급하는 전원 공급부와; 보일러의 구동에 필요한 키 신호를 사용자가 원격지에서 발생시킬 수 있도록 하는 리모컨과; 난방온도를 검출하는 난방온도 검출부와; 난방 및 온수제어에 필요한 각종 데이터를 기억하는 데이터 기억부와; 상기 리모컨에서 출력되는 키 신호 및 난방온도 검출부에서 검출되는 난방온도에 부응하여 기능부품 구동부를 통해 보일러의 각종 기능부품을 구동하는 제어부와; 상기 제어 부의 출력신호에 부응하여 삼방변과 순환펌프, 점화기, 가스밸브 및 송풍팬과 같은 기능부품을 구동하는 기능부품 구동부를 구비한 보일러의 운전 제어방법에 있어서, 전원이 공급된 후 연소지시신호가 발생되면 공급열량을 설정온도에 따른 현재 출탕온도 대비로 산출하여 열량을 계산하는 단계와; 순환펌프를 최대 회전수로 구동시키는 단계와; 상기 순환펌프를 최대 회전수로 구동시키는 가운데 난방온도가 설정온도에 도달하는지를 계속 검출하는 단계와; 난방온도가 설정온도에 도달하면 그때 버너의 최대공급 연소열량이 4구간으로 구획한 현재제어열량 대비 어느 구간에 속하는 연소열량인지를 확인하여 순환펌프의 구동량을 현재제어열량 대비 다단으로 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a power supply for supplying a power supply voltage for the operation of the boiler; A remote controller for allowing a user to remotely generate a key signal for driving the boiler; A heating temperature detector detecting a heating temperature; A data storage unit for storing various data necessary for heating and hot water control; A control unit which drives various functional parts of the boiler through the functional part driving unit in response to the key signal output from the remote controller and the heating temperature detected by the heating temperature detection unit; In the boiler operation control method comprising a functional part driving unit for driving a functional part such as a three-way valve, a circulating pump, an igniter, a gas valve and a blowing fan in response to the output signal of the control unit, the combustion instruction signal after the power is supplied Calculating a calorie value by calculating a calorie value compared to a current tapping temperature according to a set temperature when the calorific value is generated; Driving the circulation pump at the maximum rotational speed; Continuously detecting whether a heating temperature reaches a set temperature while driving the circulation pump at the maximum rotational speed; When the heating temperature reaches the set temperature, it is possible to control the driving amount of the circulating pump in multiple stages compared to the current control heat by checking which section the burner's maximum supply heat is compared with the current control heat divided into 4 sections. It features.
이때, 상기 제어부에서 난방온도가 설정온도에 도달한 상태에서 버너의 현재제어열량을 확인한 결과, 버너의 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 80% 초과 100% 이하인 4구간이면 상기 순환펌프를 최대 구동량 대비 95-100%로 설정한 4단으로 구동시키고, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 50% 초과 80% 이하인 3구간이면 상기 순환펌프를 최대 구동량 대비 83-88%로 설정한 3단으로 구동시키며, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 30% 초과 50% 이하인 2구간이면 상기 순환펌프를 최대 구동량 대비 68-75%로 설정한 2단으로 구동시키고, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 1% 초과 30% 이하인 1구간이면 상기 순환펌프를 최대 구동량 대비 50-60%로 설정한 1단으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.At this time, as a result of confirming the current control heat of the burner when the heating temperature reaches the set temperature, if the current control heat amount of the burner is more than 80% and less than 100% of the maximum supply heat, the circulating pump operates the maximum drive amount. Drive in 4 stages set at 95-100% compared to the 3rd section with current control heat exceeding 50% and 80% or less compared to the maximum supply heat and drive the circulation pump in 3 steps set at 83-88% of the maximum drive amount. If the current control calorie is 2 sections, which is more than 30% and less than 50% of the maximum supply heat, the circulation pump is driven in two stages set at 68-75% of the maximum driving amount, and the current control heat is 1% of the maximum supply heat. If the section is greater than 30% or less, it is characterized in that the circulating pump is driven in one stage set at 50-60% of the maximum driving amount.
단, 열량의 경계구간은 보일러의 난방 능력에 따라 다소 변경될 수 있으므로 각각 ±10%의 공차를 허용하는 것으로 한다.However, the boundary area of calories may vary according to the heating capacity of the boiler, so allow tolerance of ± 10% respectively.
한편, 상기에 있어서 연소지시신호가 발생되고 열량이 계산된 후 순환펌프를 최대 회전수로 구동시키기에 앞서 출탕온도 대비 환수온도 변환율 비교를 통해 난방 부하가 정해진 부하 이하로 작은지를 검출하는 단계를 더 실시하여 난방 부하가 정해진 부하이면 곧 바로 순환펌프를 최대 회전수로 구동시키는 단계로 가되, 만약 난방 부하가 정해진 부하 이하로 작은 것으로 판단되면 순환펌프의 회전수를 최대 회전수에서 한 단을 낮추어 3단에서 상기 순환펌프를 최대 회전수로 구동하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, after the combustion command signal is generated and the heat amount is calculated, before the circulating pump is driven at the maximum rotation speed, the step of detecting whether the heating load is less than the predetermined load by comparing the return temperature conversion rate with respect to the tapping temperature. If the heating load is a predetermined load, the circulation pump is driven to the maximum speed as soon as possible. If the heating load is determined to be less than the predetermined load, reduce the rotational speed of the circulation pump by one step from the maximum speed. It characterized in that for driving the circulation pump at the maximum rotational speed.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보일러의 순환펌프에 대한 유량제어를 실시할 때 송풍팬의 회전수에 의한 것이 아니라 보일러에 공급되는 열량에 따라 펌프의 유량을 조절하는 방식을 통해 제어함으로써 난방공급열량이 적게 필요할 경우는 그에 맞게 펌프에 흐르는 유량도 적게 해 줄 수 있어 난방효율을 극대화할 수 있고, 펌프의 구동 능력을 줄여 줄 수 있어 펌프 구동에 따른 진동소음을 줄일 수 있음은 물론 소비전력을 대폭 줄일 수 있어 에너지 절감 효과를 가질 수 있으며, 또한 공급열량에 따라 현재의 난방 부하량도 인식하고 펌프의 순환 유량을 적게 함으로써 필요 이상의 열량이 공급되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있음은 물론 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다. As described above, according to the present invention, when performing the flow rate control for the circulation pump of the boiler, heating is controlled by controlling the flow rate of the pump according to the amount of heat supplied to the boiler, not by the rotation speed of the blowing fan. If less heat is required, the flow rate of the pump can be reduced accordingly, thereby maximizing the heating efficiency, reducing the driving ability of the pump, and reducing vibration noise as well as power consumption. Can significantly reduce the energy consumption, and also recognize the current heating load according to the heat supply and reduce the circulating flow rate of the pump to prevent the supply of more heat than necessary, as well as customer satisfaction Can improve the quality and reliability of the boiler itself. Very useful inventions such as that.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러 제어회로의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이며, 도 3의 (a)(b)는 종래 송풍팬 회전수에 부응하여 순환펌프를 제어할 때와 본 발명을 적용하였을 때의 온도변화 및 열량제어 그래프를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명을 단 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 제어열량 변화 그래프를 나타낸 것이며, 도 5의 (a)(b)는 본 발명을 절체 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 난방부하에 따른 연소제어 상태를 보인 그래프를 나타낸 것이고, 도 6의 (a)-(d)는 본 발명 방법에 의해 다단으로 제어되는 순환펌프에 공급되는 각단별 전원공급 상태를 보인 전원공급 파형도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a block diagram of a boiler control circuit to which the present invention method is applied, Figure 2 shows a flowchart for explaining the present invention, Figure 3 (a) (b) is a conventional blower fan speed In response to the control of the circulation pump and when the present invention is applied to the temperature change and calorie control graph is shown, Figure 4 is the control heat amount compared to the fan fan speed when the present invention is applied to a boiler having a burner 5 (a) and (b) show a graph showing a combustion control state according to a heating load when the present invention is applied to a boiler having a switching burner, and FIGS. (d) shows a power supply waveform diagram showing the power supply status of each stage supplied to the circulating pump controlled in multiple stages by the method of the present invention.
이에 따르면 본 발명 방법은, 보일러의 동작에 필요한 전원전압을 공급하는 전원 공급부(1)와; 보일러의 구동에 필요한 키 신호를 사용자가 원격지에서 발생시킬 수 있도록 하는 리모컨(2)과; 난방온도를 검출하는 난방온도 검출부(3)와; 난방 및 온수제어에 필요한 각종 데이터를 기억하는 데이터 기억부(4)와; 상기 리모컨(2)에서 출력되는 키 신호 및 난방온도 검출부(3)에서 검출되는 난방온도에 부응하여 기능부품 구동부(6)를 통해 보일러의 각종 기능부품을 구동에 따른 제어를 하는 제어부(5)와; 상기 제어부의 출력신호에 부응하여 삼방변(62)과 순환펌프(64), 점화기(66), 가스밸브(68) 및 송풍팬(70)과 같은 기능부품을 구동하는 기능부품 구 동부(6)를 구비한 보일러의 운전 제어방법에 있어서,According to the present invention, there is provided a method comprising: a power supply unit 1 for supplying a power supply voltage required for the operation of a boiler; A remote controller 2 for allowing a user to remotely generate key signals necessary for driving the boiler; A heating temperature detector (3) for detecting the heating temperature; A
전원이 공급된 후 연소지시신호가 발생되면(S1) 공급열량을 설정온도에 따른 현재 출탕온도 대비로 산출하여 열량을 계산하는 단계(S2)와;When the combustion instruction signal is generated after the power is supplied (S1) and calculating the calorie value by calculating the calorific value compared to the current tapping temperature according to the set temperature (S2);
순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 단계(S5)와;Driving the
상기 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 가운데 난방온도(Tn)가 설정온도(Tset)에 도달하는지를 계속 검출하는 단계(S6)와;Continuously detecting whether the heating temperature Tn reaches the set temperature Tset while driving the
난방온도(Tn)가 설정온도(Tset)에 도달하면 그때 버너의 최대공급 연소열량이 4구간으로 구획한 현재제어열량 대비 어느 구간에 속하는 연소열량인지를 순차적으로 확인(S7-S9)하여 순환펌프(64)의 구동량을 현재제어열량 대비 다단(예를 들어 4단)으로 제어(S10-S13)하는 것을 특징으로 한다.When the heating temperature (Tn) reaches the set temperature (Tset), the circulating pump is sequentially checked to determine which section the burner heat supply is compared to the current control heat section divided into four sections (S7-S9). The
이때, 난방온도(Tn)가 설정온도(Tset)에 도달한 상태에서 상기 제어부(5)에서 버너의 현재제어열량을 확인한 결과, 버너의 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 80% 초과 100% 이하인 4구간이면(S7에서 Yes) 상기 순환펌프(64)를 최대 구동량 대비 95-100%로 설정한 4단으로 구동(S10)시키고,At this time, when the heating control temperature Tn reaches the set temperature Tset, the
현재제어열량이 최대공급 열량 대비 50% 초과 80% 이하인 3구간이면(S8에서 Yes) 상기 순환펌프(64)를 최대 구동량 대비 83-88%로 설정한 3단으로 구동(S11)시키며,If the current control calorific value is more than 50% of the maximum supply calories than 80% in three sections (Yes in S8) to drive the
현재제어열량이 최대공급 열량 대비 30% 초과 50% 이하인 2구간이면(S9에서 Yes) 상기 순환펌프(64)를 최대 구동량 대비 68-75%로 설정한 2단으로 구동(S12)시키고,If the current control heat amount is more than 30% and less than 50% of the two sections (Yes in S9) the
현재제어열량이 최대공급 열량 대비 1% 초과 30% 이하인 1구간이면(S9에서 No) 상기 순환펌프를 최대 구동량 대비 50-60%로 설정한 1단(S13)으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.If the current control calorific value is more than 1% and 30% or less than the maximum supply calorie 1 (No in S9) characterized in that the circulation pump is driven in one stage (S13) set to 50-60% of the maximum driving amount.
단, 열량의 경계구간은 보일러의 난방 능력에 따라 다소 변경될 수 있으므로 각단의 설정치에서 ±10%의 공차를 허용하는 것으로 한다.However, the boundary of heat can be changed according to the heating capacity of the boiler, so allow tolerance of ± 10% at the set value of each stage.
한편, 상기에 있어서 연소지시신호가 발생되고(S1) 열량이 계산(S2)된 후 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동(S5)시키기에 앞서 출탕온도 대비 환수온도 변환율 비교를 통해 난방 부하가 정해진 부하 이하로 작은지를 검출하는 단계(S3)를 더 실시하여, 난방 부하가 정해진 부하이면(S3에서 No) 곧 바로 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 단계(S5)로 가되, 만약 난방 부하가 정해진 부하 이하로 작은 것으로 판단되면(S3에서 Yes) 순환펌프(64)의 회전수를 최대 회전수(MAX)에서 한 단을 낮춰(MAX-1) 3단에서 최대 회전수로 순환펌프(64)를 구동시키도록 한 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the above-described combustion instruction signal is generated (S1) calories calculated (S2) before the circulating
이때, 상기 기능부품 구동부(6)는 삼방변 구동부(61)와 순환펌프 구동부(63), 점화기 구동부(65), 가스밸브 구동부(67) 및 송풍팬 구동부(69) 등을 포함하게 된다.At this time, the functional
이와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the effect of the present invention made of such steps are as follows.
먼저, 본 발명은 전원 공급부(1)와 리모컨(2), 난방온도 검출부(3), 데이터 기억부(4), 제어부(5) 및 삼방변(62)과 순환펌프(64), 점화기(66), 가스밸브(68) 및 송풍팬(70)을 구동하는 기능부품 구동부(6)를 구비한 공지된 보일러의 운전 제어장치를 이용하여 순환펌프(64)의 구동력을 4단으로 구획한 현재제어열량에 부응하여 다단(즉 4단)으로 자동 제어하여 난방 순환수의 유속 및 그 량을 조절할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.First, the present invention, the power supply unit 1 and the remote control unit 2, the heating
이와 같은 제어를 위하여 상기 제어부(5)에서는 연소지시신호가 입력되면(S1), 공급열량을 설정온도에 따른 현재 출탕온도에 대비하여 산출하는 방식을 통해 열량을 계산(S2)한 다음, 기본적으로는 난방부하의 상태 판단 없이 곧바로 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 단계(S5)를 수행하게 된다.For this control, when the combustion instruction signal is input (S1), the
그러나, 때에 따라서는 실제 난방 부하가 보일러의 최대공급 열량 대비 정하진 부하 이하로 작을 수가 있으므로, 상기와 같이 열량을 계산한 후 곧바로 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 단계(S5)로 돌입하지 않고, 출탕온도가 설정온도에 도달하기 전에 단위시간당 공급되는 총 열량을 판단하는 방식을 통해 난방부하가 어느 정도인지를 판단(S3)하여, 난방부하가 정해진 부하 이하로 작은 것으로 판단되면 순환펌프(64)의 회전수를 최대 회전수(MAX)에서 한 단을 낮추고(즉, 3단으로 낮춤), 상기 순환펌프(64)를 3단에서 최대 회전수로 구동시킬 수 있도록 하였다.However, in some cases, the actual heating load may be less than the static load compared to the maximum heat supply of the boiler, so that the step of driving the
이때, 상기 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 이유는, 연소 초기 높은 온도를 갖고 열교환기에서 배출되는 난방수를 보다 빨리 그리고 보다 많이 난방배관에 공급함과 동시에 순환시켜 빠른 시간 내에 난방온도를 설정온도에 도달시키기 위함이다.In this case, the reason why the
이와 같이 상기 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 시간은 한정되지 않으며, 난방온도(Tn)가 설정온도(Tset)에 도달할 때까지 지속된다.As such, the time for driving the
상기와 같이 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키면서 난방온도(Tn)와 설정온도(Tset)를 상호 비교(S6)한 결과 난방온도(Tn)가 설정온도(Tset)에 도달하였으면, 상기 제어부(5)에서는 현재 버너에서 소비되고 있는 제어열량이 4구간 중 어느 구간인지, 즉 최대공급 연소열량이 4구간으로 구획한 현재제어열량 대비 어느 구간에 속하는지를 순차적으로 확인(S7-S9)하고, 이렇게 확인한 최대공급 연소열량의 각 구간에 대비하여 순환펌프(64)의 구동량을 다단(예를 들어 4단)으로 제어(S10-S13)하게 된다.The heating temperature Tn reaches the set temperature Tset as a result of comparing the heating temperature Tn and the set temperature Tset with each other (S6) while driving the
즉, 난방수 온도가 설정온도에 도달된 상태에서 현재제어열량을 확인한 결과 최대공급 열량에 대비하여 80%는 초과하되 100% 이하인 4구간으로서 도 4 및 도 5의 (a)(b)와 같이 대연소 상태이면(S7에서 Yes) 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로서 95-100%로 설정한 4단으로 작동시키게 된다(S10).That is, as a result of checking the current control heat value when the heating water temperature reaches the set temperature, 80% is exceeded but 100% or less in comparison to the maximum supply heat, as shown in FIGS. 4 and 5 (a) (b). If the combustion state is large (Yes in S7), the
또, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 50% 초과 - 80% 이하인 3구간으로서 중연소와 대연소 사이인 것으로 판단된 경우(S8에서 Yes)에는 상기 순환펌프(64)를 최대 회전수 대비 83-88%로 설정한 3단으로 구동시키게 된다(S11).In addition, when it is determined that the current control heat amount is between 50% and 80% or less of the maximum supply heat and is determined to be between medium combustion and large combustion (Yes in S8), the
또한, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 30% 초과 - 50% 이하인 2구간으로서 소연소와 중연소 사이인 것으로 판단된 경우(S9에서 Yes)에는 상기 순환펌프(64)를 최대 회전수 대비 68-75%로 설정한 2단으로 구동시키게 된다(S12).In addition, when it is determined that the current control heat amount is between 30% and 50% or less of the maximum supply heat and is determined to be between small combustion and medium combustion (Yes in S9), the
그리고, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 1% 초과 - 30% 이하인 1구간으 로서 소연소 상태인 것으로 판단된 경우(S9에서 No)에는 상기 순환펌프(64)를 최대 회전수 대비 50-60%로 설정한 1단으로 구동시키게 된다(S13).And, if it is determined that the current control calorie is in a small combustion state (No in S9) as one section of more than 1% to 30% or less than the maximum supply calories (50) to 50-60% of the maximum rotational speed of the
물론, 상기 순환펌프(64)를 현재제어열량에 대응하여 전술한 바와 같이 다단(즉, 4단)으로 제어하는 상태에서, 계속해서 버너의 열량을 계산(S14)하며 그때의 열량 변화에 따른 현재제어열량이 또 어느 구간인지를 지속적으로 판단(S9-S9)하여 현재제어열량에 변화가 발생되면 그 변화된 최대공급 열량이 어느 구간에 속하는지를 판단한 후 그 결과에 부응하여 상기 순환펌프(64)의 구동량을 다단으로 제어하는 단계(S10-S13)를 반복 수행하게 됨으로써 보일러에 공급되는 열량에 따라 순환펌프(64)의 유량을 계속해서 자동 조절할 수 있다.Of course, in the state in which the
이때, 상기 순환펌프(64)의 회전수 제어는 상기 제어부(5)에서 순환펌프(64)로 공급되는 전원전압을 도 6의 (a)-(d)와 같이 시간대 별로 제어하는 방법을 통해 4단으로 구분하여 제어하게 된다.At this time, the rotation speed control of the
예를 들어, 현재제어열량을 확인한 결과 최대공급 열량에 대비하여 "80% 초과 - 100% 이하"인 4구간으로 판단된 경우 순환펌프(64)를 최대 회전수로 구동시키기 위해서는 도 6의 (a)와 같이 전원전압을 지속적으로 공급시켜 100%의 회전수를 갖도록 하는 4단으로 구동시킬 수 있다.For example, when it is determined that the current control calorific value is 4 sections that are "over 80%-100% or less" in preparation for the maximum supply calorific value, in order to drive the
또, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 "50% 초과 - 80% 이하"인 3구간으로 판단된 경우, 상기 순환펌프(64)에 공급되는 전원전압을 도 6의 (b)와 같이 약 0,5초 "온"타임과 약 0.08초 "오프"타임으로 설정하여 제어하게 되면 상기 순환펌프(64)의 구동력은 약 80%를 갖는 3단 구동제어가 이루어지게 된다.In addition, when it is determined that the current control heat amount is three sections "over 50%-less than 80%" of the maximum supply calories, the power supply voltage supplied to the
또한, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 "30% 초과 - 50% 이하"인 2구간으로 판단된 경우, 상기 순환펌프(64)에 공급되는 전원전압을 도 6의 (c)와 같이 약 0,4초 "온"타임과 약 0.17초 "오프"타임으로 제어하게 되면 상기 순환펌프(64)의 구동력은 약 70%를 갖는 2단 구동제어가 이루어지게 된다.In addition, when it is determined that the current control calories are two sections of "more than 30%-less than 50%" of the maximum supply calories, the power supply voltage supplied to the
뿐만 아니라, 현재제어열량이 최대공급 열량 대비 "1% 초과 - 30% 이하"인 1구간으로 판단된 경우, 상기 순환펌프(64)에 공급되는 전원전압을 도 6의 (d)와 같이 약 0,3초 "온"타임과 약 0.3초 "오프"타임으로 제어하게 되면 상기 순환펌프(64)의 구동력은 약 50%를 갖는 1단 구동제어가 이루어지게 된다.In addition, when it is determined that the current control heat amount is one section of "more than 1%-less than 30%" relative to the maximum supply heat amount, the power supply voltage supplied to the
이때, 상기 순환펌프(64)는 한번 구동되고 나면 정지하는데 까지 많은 시간이 걸리게 되므로 상기 순환펌프(64)를 예를 들어 50%로 구동시킬 때 실제 전원공급시간과 차단시간이 0.3초씩 같으나, 순환펌프(64)가 "오프"타임에서 정지하지 않고 그 속도만 줄어들다가 다시 "온"타임에 공급되는 전원전압에 의해 재구동이 이루어지므로 상기 순환펌프의 구동력이 전체적으로 50%를 나타낼 뿐 정지하지 않아 난방수의 순환은 지속적으로 이루어지게 된다.At this time, since the
또한, 상기 순환펌프(64)를 50% 미만의 구동력을 갖도록 구동시키지 않는 이유는 그 50% 미만이 되면 순환펌프(64)가 정지하거나 진동이 심해짐으로 실제 제어에서는 그 미만으로는 제어하지 않는다.In addition, the reason why the
뿐만 아니라, 상기 순환펌프(64)의 구동에 따른 단 제어는 더 세분해서 제어할 수도 있으나, 순환펌프(64)의 유량제어에서는 별차가 없기 때문에 본 발명에서는 4단으로 제어하였다.In addition, the stage control according to the driving of the
한편, 본 발명에서는 연소지시신호가 발생(S1)되고 열량이 계산(S2)된 후 필요에 따라서는 전술한 바와 같이 순환펌프(64)를 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 제어를 실시하지 않고 그에 앞서 단위시간 동안 출탕온도의 변화량을 통해 난방 부하가 정해진 부하 이하로 작은지를 검출하는 단계(S3)를 더 실시하여 난방 부하의 크기에 따라 순환펌프(64)의 구동력을 제어할 수 있도록 하였다.Meanwhile, in the present invention, after the combustion instruction signal is generated (S1) and the heat amount is calculated (S2), if necessary, as described above, the control of driving the
이와 같이 난방 부하의 크기를 판단한 결과 현재의 보일러에서 난방을 실시하고 있는 난방 부하의 크기가 해당 보일러에서 실시할 수 있는 정격부하인 정해진 부하(S3에서 No)이면, 전술한 바와 같이 곧 바로 순환펌프(64)를 4단에서 최대 회전수(MAX)로 구동시키는 단계(S5)부터 그 이하의 단계를 실시하게 된다.As a result of judging the size of the heating load, if the size of the heating load that is being heated in the current boiler is a predetermined load (No in S3) that is the rated load that can be performed in the boiler, the circulation pump immediately as described above. From the step S5 of driving the 64 at the maximum rotational speed MAX in four stages, the following steps are carried out.
그러나, 상기에서 난방 부하를 판단한 결과 만약, 난방 부하가 해당 보일러에서 수행할 수 있는 난방 부하인 정해진 부하 이하로 작은 것으로 판단(S3에서 Yes)되면, 상기 순환펌프(64)의 회전수를 최대 회전수(MAX)에서 한 단을 낮추어(예를 들어 4단에서 3단으로) 최대 회전수로 구동시키면서 현재의 난방온도(Tn)가 설정온도(Tset)에 도달되었는지 검출하는 단계(S6)로 가게 된다.However, as a result of determining the heating load in the above, if it is determined that the heating load is smaller than the predetermined load which is the heating load that can be performed in the boiler (Yes in S3), the rotation speed of the
따라서, 난방 초기 해당 보일러에서 난방을 실시할 수 있는 정해진 난방 부하보다 작은 난방 부하를 갖는 경우 불필요하게 순환펌프(64)가 4단에서 최대로 구동됨으로 인한 소음과 불필요한 전력낭비를 미연에 방지할 수 있는 것이다.Therefore, in the case of having a heating load smaller than a predetermined heating load capable of heating in the corresponding boiler at the initial stage of heating, unnecessary noise and unnecessary power waste due to unnecessary operation of the circulating
한편, 도 3의 (a)(b)는 송풍팬 회전수에 부응하여 순환펌프를 제어하는 종래와 본 발명을 적용하였을 때의 온도변화 및 열량제어 그래프이고, 도 4는 본 발명을 단 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 제어열량 변화 그래프이며, 도 5의 (a)(b)는 본 발명을 절체 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 난방부하에 따른 연소제어 상태를 보인 그래프를 나타낸 것인데, 이들 그래프를 참조하고 일부 열량 및송풍팬 회전수를 예를 들며 본 발명에서 적용한 열량제어에 대해 부가 설명하면 다음과 같다.On the other hand, Figure 3 (a) (b) is a temperature change and calorie control graph when applying the present invention and the conventional control of the circulation pump in response to the fan fan speed, Figure 4 is a burner having the
예를 들어 20,000kcal/h의 열량의 단 버너를 갖는 보일러의 경우에 있어서, 버너의 숫자가 10 라고 가정을 한다면, 절체 버너의 경우는 소연소는 버너 4개가 작동중 일 때이고, 중연소는 버너 6개, 대연소가 버너 10개(중연소 + 소연소)가 작동되는 경우가 된다.For example, in the case of a boiler with a burner of 20,000 kcal / h, if the number of burners is assumed to be 10, in the case of a changeover burner, the small combustion is when four burners are in operation, and the heavy combustion is a burner. 6, large combustion 10 burners (medium combustion + small combustion) is operating.
상기에 있어서 단 버너인 경우 도 4와 같이 다단제어가 이루어지게 되므로 예를 들어 최대(MAX) 열량이 20,000kcal/h가 되고, 이때 송풍팬의 회전수는 5,000 rpm 정도가 되며, 최소(MIN) 열량은 5,000kcal/h가 되고 이때의 송풍팬 회전수는 3,000 rpm 정도가 된다.In the case of the single burner in the above, since the multi-stage control is performed as shown in FIG. 4, for example, the maximum heat capacity is 20,000 kcal / h, and the rotation speed of the blower fan is about 5,000 rpm, and the minimum (MIN) The amount of heat is 5,000 kcal / h and the fan speed is about 3,000 rpm.
또한, 절체 버너의 경우 난방부하가 정상일 때 순환펌프(64)는 도 5의 (a)와 같이 4단 제어가 이루어지고, 난방 부하가 작을 때는 도 5의 (b)와 같이 3단 제어가 이루어지므로 소연소에서 최대 열량이 예를 들어 12,000kcal/h가 되고 이때의 송풍팬 회전수는 5,000rpm 정도가 되며, 최소 열량은 5,000kcal/h가 되고 그때의 송풍팬 회전수는 3,000rpm 정도가 된다.In addition, in the case of the transfer burner, when the heating load is normal, the circulating
또, 중연소에서 최대 열량은 예를 들어 16,000kcal/h가 되고 이때 송풍팬의 회전수는 5,000rpm 정도가 되고, 최소 열량은 8,000kcal/h가 되고 그때의 송풍팬 회전수는 3,000rpm 정도가 된다.In the case of heavy combustion, the maximum heat capacity is, for example, 16,000 kcal / h. At this time, the fan speed is about 5,000 rpm, the minimum heat amount is 8,000 kcal / h, and the fan speed is about 3,000 rpm. do.
뿐만 아니라, 대연소에서 최대 열량은 예를 들어 20,000kcal/h가 되고 이때 송풍팬의 회전수는 5,000rpm 정도가 되며, 최소 열량은 13,000kcal/h가 되고 그때의 송풍팬 회전수는 3,000rpm 정도가 된다.In addition, in the large combustion, the maximum heat amount is, for example, 20,000 kcal / h, and the fan speed is about 5,000 rpm, and the minimum heat amount is 13,000 kcal / h, and the fan speed is about 3,000 rpm. Becomes
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.It should be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러 제어회로의 블록 구성도.1 is a block diagram of a boiler control circuit to which the present invention method is applied.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.2 is a flowchart for explaining the method of the present invention.
도 3의 (a)(b)는 종래 송풍팬 회전수에 부응하여 순환펌프를 제어할 때와 본 발명을 적용하였을 때의 온도변화 및 열량제어 그래프.Figure 3 (a) (b) is a graph of temperature change and calorie control when controlling the circulation pump in response to the conventional fan fan rotation speed and when the present invention is applied.
도 4는 본 발명을 단 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 송풍팬 회전수 대비 제어열량 변화 그래프.Figure 4 is a graph of control calorie change compared to the blowing fan rotation speed when the present invention is applied to a boiler having a burner.
도 5의 (a)(b)는 본 발명을 절체 버너를 갖는 보일러에 적용하였을 때의 난방부하에 따른 연소제어 상태를 보인 그래프.Figure 5 (a) (b) is a graph showing a combustion control state according to the heating load when the present invention is applied to a boiler having a switching burner.
도 6의 (a)-(d)는 본 발명 방법에 의해 다단으로 제어되는 순환펌프에 공급되는 각단별 전원공급 상태를 보인 전원공급 파형도.Figure 6 (a)-(d) is a power supply waveform diagram showing the power supply for each stage supplied to the circulating pump controlled in multiple stages by the method of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 전원 공급부 2 : 리모컨1: power supply 2: remote control
3 : 난방온도 검출부 4 : 데이터 기억부3: heating temperature detection unit 4: data storage unit
5 : 제어부 6 : 기능부품 구동부5: control unit 6: functional part driving unit
62 : 삼방변 64 : 순환펌프62: three-way side 64: circulation pump
66 : 점화기 68 : 가스밸브66: igniter 68: gas valve
70 : 송풍팬70: blowing fan
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KR20090103448A (en) | 2009-10-01 |
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