KR101010851B1 - 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열회수형 보일러를 설치한 후 최초 구동 시 버너에 의한 가열에 의하여 연소가 이루어지기 전에 응축수저장용기에 일정량의 물을 공급하여 이후 보일러의 최초 구동에 의한 연소 시 발생하는 폐가스가 실내로 유입되는 것을 방지하도록 한 것으로, 시운전 모드를 작동하는 단계와, 시스턴의 수위를 감지하는 단계와, 상기 감지된 수위가 저수위일 경우 수전자변을 온(On)하는 단계와, 시스턴으로 급수되는 단계와, 시스턴의 수위가 만수위에 도달하면 타이머를 작동하는 단계 및 일정시간이 경과되면 수전자변을 오프(Off)하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법과, 시운전 모드를 선택하는 버튼이 포함되고 해당 모드에 따른 신호를 출력하는 입력장치와, 상기 입력장치(3)에서 선택된 모드를 나타내는 표시장치와, 시스턴의 수위를 감지하는 센서와, 시스턴의 물 공급을 조절하기 위해 동작하는 수선자변 및 상기 입력장치에서 출력된 신호를 입력받아 분석하고 그 결과를 표시장치로 전송하며, 상기 결과 및 센서에서 감지된 시스턴의 수위에 따라 수전자변을 온오프(On-Off)시키는 제어장치로 구성된 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템에 관한 것이다.

폐가스, 제어장치, 입력장치, 센서, 수전자변, 타이머

Description

열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법 및 시스템{Combustion gas inflow prevention method and the system of condensing boiler }

도 1은 본 발명에 의한 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법의 흐름도.

도 2는 본 발명에 의한 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법의 상세순서도.

도 3은 본 발명에 의한 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 제어장치 2 : 센서

3 : 입력장치 4 : 표시장치

5 : 수전자변

11 : 처리부 12 : 변환부

13 : 판별부 14 : 송신부

15 : 타이머 16 : 저장부

본 발명은 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열회수형 보일러를 설치한 후 최초 구동 시 버너에 의한 가열에 의하여 연소가 이루어지기 전에 응축수저장용기에 일정량의 물을 공급함으로써, 이후 보일러의 최초 구동에 의한 연소 시 발생하는 폐가스가 실내로 유입되는 것을 방지하도록 한 것이다.

일반적으로, 열회수형 보일러는 콘덴싱(Condensing) 보일러라고도 하며, 상기 콘덴싱이란 ‘기체를 액체로 응축한다’라는 표현으로 보일러의 배기가스에 포함된 수증기를 응축시키면서 응축열을 유용한 열로 흡수하여 사욤함을 뜻하는 것으로, 열교환기의 윗면 또는 측면에 버너를 설치하여 연소가스 흐름을 하향식으로 하고 그 온도를 노점(露點)온도 이하로 하여 응축 열교환이 용이하도록 설계된 보일러를 말한다.

이와 같은 열흡수형 보일러는 분젠식 보일러와 달리 다공 예혼합 방식을 채택하고 화염면 직후에 열교환기를 설치하여 질소화합물 발생을 억제하고 일산화탄소의 배출량도 적어 환경친화적인 보일러라할 수 있는데, 그 원리는 1차로 현열을 흡수하구 2차로 배기가스로 배출되는 잠열을 흡수하는 형태를 가짐으로써, 일반 보일러에 비하여 95%이상의 높은 효율을 얻을 수 있다.

즉, 일반 보일러의 배기가스 온도가 150℃～260℃인데 비하여 열흡수형 보일 러는 50℃～70℃정도로, 상기 두 배기가스의 온도차이(80℃～210℃)에 해당하는 열을 더 회수할 수 있는 것이다.

그러나 상기와 같은 열흡수형 보일러에서 배기가스에 포함되어 있는 수증기는, 그 온도가 노점온도 이하로 낮아지면서 응축되어 열교환기 외부로 배출되는데, 이러한 응축수(Condensation liquid)는 페하(PH : Potential of Hydrogen)지수가 PH2.8～PH3.5인 강산성이며, 이러한 강산성 응축수가 보일러를 구성하고 있는 부품에 닿게 될 경우 해당 부품의 부식 우려가 있고, 또 이와 같은 강산성 응축수가 외부로 배출될 경우 심각한 환경오염을 초래하게 된다.

따라서 종래 대부분의 열회수형 보일러에서는 열교환기의 저부에 응축수를 저장하는 응축수저장용기를 구비하고, 난방에 필요한 물을 저장하는 시스턴과 상기 응축수저장용기 사이에 오버플로우관을 설치하거나, 직수관와 응축수저장용기 사이에 수전자변과 바이패스관을 설치하는 방법 등으로 응축수저장용기에 물을 공급하여 강산성 응축수를 희석함으로써, 부품들의 부식 및 환경오염을 방지하고 있다.

그러나 상기와 같은 열회수형 보일러는 최초 구동 시 강산성의 응축수와 더불어 연소에 따른 폐가스가 발생되는데, 최초 구동 시 응축수저장용기에는 물이 공급되지 않은 상태이므로, 최초 구동에 의한 연소 시에 발생되는 폐가스가 상기 응축수저장용기를 통해 실내로 유입되어 질식사고 등의 안전사고를 유발하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 열회수형 보일러를 설치한 후 최초 구동 시 버너에 의한 가열이 이루어지기 전에 응축수저장용기에 일정량의 물을 공급함으로써, 이후 보일러의 최초 구동에 의한 연소 시 발생하는 폐가스가 실내로 유입되는 것을 방지하도록 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법은, 시운전 모드를 작동하는 단계와, 시스턴의 수위를 감지하는 단계와, 상기 감지된 수위가 저수위일 경우 수전자변을 온하는 단계와, 시스턴으로 급수되는 단계와, 시스턴의 수위가 만수위에 도달하면 타이머를 작동하는 단계 및 일정시간이 경과되면 수전자변을 오프하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템은, 시운전 모드를 선택하는 버튼이 포함되고 해당 모드에 따른 신호를 출력하는 입력장치와, 상기 입력장치에서 선택된 모드를 나타내는 표시장치와, 시스턴의 수위를 감지하는 센서와, 시스턴의 물 공급을 조절하기 위해 동작하는 수선자변 및 상기 입력장치에서 출력된 신호를 입력받아 분석하고 그 결과를 표시장치로 전송하며, 상기 결과 및 센서에서 감지된 시스턴의 수위에 따라 수전자변을 온오프시키는 제어장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하에서 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법의 흐름도로서, 열회수형 보일러를 신규설치 또는 재설치한 후에, 보일러의 동작의 정상유무를 확인하기 위하여 시운전 모드를 작동(S101)하면, 시스턴에 설치된 수위센서가 시스턴의 수위를 감지(S102)하며, 상기 감지된 수위가 저수위일 경우 수전자변을 작동(S103)하여 시스턴에 물을 공급(S104)한다.

여기서, 상기 수위센서는 시스턴에 저장된 물의 수위를 감지할 수 있는 것이면, 그 종류나 형태 및 적용방법에 대해서는 특정한 것으로 한정하지 않음은 물론이다.

상기 시스턴에 물이 공급됨에 따라 시스턴의 수위가 적정 만수위에 도달하면 타이머를 작동(S105)하여 시스턴으로부터 오버플로우되는 물을 응축수저장용기로 공급하며, 일정시간이 경과되면 수전자변을 오프(S106)하여 상기 시스턴으로의 물 공급을 중단하고 그에 따라 응축수저장용기로의 물 공급도 중단한다.

여기서, 상기 타이머는 시스턴의 만수위 감지 후 응축수저장용기에 일정량의 물을 공급하기 위해 딜레이타임을 적용하기 위한 것으로, 만수위 감지시에 카운트를 시작하여 일정횟수에 도달하게 되면 신호를 출력하여 수전자변을 오프시키는 것이며, 기 탑재된 시스템의 프로그램에 타이머 기능을 추가하여 적용하거나 모듈화 된 IC(Integrated Circuit)를 사용할 수 있다.

이 후, 열회수형 보일러를 최초 동작시키게 되어 응축수가 발생되어도, 상기와 같은 방법에 의하여 응축수저장용기에 공급된 물과 희석되어 배출되는 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법의 상세순서도로서, 보일러의 동작의 정상유무를 확인하기 위하여 시운전모드를 선택(S201)하면, 시스턴에 설치된 수위센서가 동작하여 시스턴의 저장상태, 즉 수위를 감지(S202)하게 된다.

이때, 보일러의 신규설치 또는 재설치 시에는 시스턴의 수위가 대부분 저수위이기 때문에 수위센서는 저수위를 감지하며, 상기 수위센서에 저수위가 감지(S203)되면 수전자변이 온(S204) 되면서 시스턴에 급수(S205)가 시작된다.

상기 수위센서는 시스턴으로 급수되는 물의 양을 계속적으로 감지하며, 시스턴의 저장상태가 만수위임을 감지(S206)하게 되면 타이머가 동작(S207)되며, 상기 타이머가 카운트(208)하여 그 값이 기준값보다 클 경우(S209)에 설정된 시간이 경과되었음으로 판단하여 수전자변을 오프(S210)하고 시스턴으로의 급수를 중단하게 된다.

여기서, 상기 기준값은 시스턴으로 공급되는 물이 오버플로우되어 응축수저장용기로 공급되는 양을 결정하기 위한 딜레이타임 설정값으로, 급수양과 응축수저장용기에 공급하기 위한 양에 따라 다르게 설정할 수 있다.

즉, 시스턴의 하부면적을 x(㎠)라 하고 단위시간당 상승되는 수위를 h(㎝/sec)라 하면, 단위 시간당 시스턴으로 공급되는 물의 양 X(㎤/sec)는,

X = xh

이며,응축수에 공급될 양을 Y(㎤)라 하면, 상기 기준값 Z(sec)는,

Z = X/Y

임을 알 수 있다.

따라서 상기 기준값에 의하여 응축수저장용기에 공급하고자 하는 물의 양을 조절할 수 있는 것이다.

상기와 같은 기준값은 미리 계산하여 설정할 수도 있으나, 상기 시스턴 또는 응축수저장용기의 크기를 입력하면 상기 알고리즘에 의하여 자동적으로 계산되도록 할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 의한 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템의 구성도로서, 사용자가 입력장치(3)의 시운전 모드 버튼을 선택하면 상기 입력장치(3)는 시운전 버튼과 매칭된 신호를 제어장치(1)의 판별부(13)로 전송하고, 상기 판별부(13)는 입력장치(3)로부터 전송된 신호를 세팅된 신호와 비교하여 시운전 모드를 판별하고 그 결과를 처리부(11) 및 표시장치(4)로 전송하며, 상기 표시장치(4)는 판별부(13)에서 전송된 결과에 따라 시운전 모드를 표시하여 사용자에게 알려준다.

여기서, 상기 입력장치(3)는 버튼형 키 패드로 다수의 기능을 선택할 수 있도록 해당 기능에 대한 버튼이 설치되어 있으며, 사용자가 원하는 기능에 해당하는 버튼을 선택하면 그에 따른 신호를 출력하게 된다.

또한, 상기 출력되는 신호는 각각의 기능을 구분하기 위하여 선택되는 버튼 마다 서로 다른 신호를 출력하게 되며, 각각의 신호에 대한 데이터는 입력장치(3)와 판별부(13) 및 표시장치(4)에 동일하게 적용하며, 당업자의 요구에 따라 다양하게 설정할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 표시장치(4)는 선택된 기능을 표시하여 사용자가 이를 확인하도록 하는 것으로, 발광다이오드나 엘씨디(LCD : liquid Crystal Display)등 다양한 출력장치를 필요에 따라 적용할 수 있다.

상기 처리부(11)는 시운전모드임을 인지하여 센서(2)로부터 입력되는 시스턴의 수위를 확인한다.

즉, 상기 센서(2)는 시스턴에 설치되어 저장된 수위를 감지하고 그 결과를 제어장치(1)의 변환부(12)로 전송하며, 상기 변환부(12)는 센서(2)로부터 입력된 신호를 처리부(11)에서 처리 가능한 신호로 변환하여 처리부(11)로 전송한다.

상기 센서(2)로부터 입력된 수위정보가 저수위일 경우, 상기 처리부(11)는 수전자변(5)을 온시키기 위한 제어신호를 송신부(14)로 전송하며, 상기 송신부(14)는 해당 제어신호를, 수전자변(5)을 온동작시키기 위한 신호로 변환하여 수전자변(5)으로 전송한다.

이때, 상기 센서(2)로부터 입력되는 수위정보는 실시간으로 처리부(11)로 전송되며, 상기와 같은 수전자변(5)의 온동작에 의하여 시스턴의 수위가 높아지게 되면서 센서(2)가 시스턴이 만수위임을 감지하면, 처리부(11)는 이를 확인한 후 타이머(15)를 동작시킨다.

그리고 상기 타이머(15)는 처리부(11)의 동작신호에 따라 카운트를 시작하여 특정한 기준값에 도달하면 출력신호를 처리부(11)로 전송하며, 상기 타이머(15)로부터 일정시간이 지났음을 알려주는 신호가 처리부(11)로 전송되면, 상기 처리부(11)는 수전자변(5)을 오프시키기 위한 신호를 송신부(14)로 전송하며, 상기 송신부(14)는 해당 제어신호를, 수전자변(5)을 오프동작시키기 위한 신호로 변환하여 수전자변(5)으로 전송하여 수전자변(5)을 오프시킴으로써, 시스턴으로의 물 공급을 중단한다.

여기서, 상기 타이머(15)에 의한 딜레이타임의 적용은, 상기와 같이 타이머(15) 내부에서 카운트값과 기준값을 비교하여 일정시간이 경과되면 처리부(11)로 그 결과신호를 전송할 수도 있으나, 상기 타이머(15)는 카운트만하고 매 카운트마다 그 카운트값을 처리부(11)로 전송하여 처리부(11)가 전송된 카운트값과 기준값과 비교하도록 할 수도 있으며, 이때 기준값은 저장부(16)에 저장하여 처리부(11)의 요청에 의하여 저장부(16)로부터 처리부(11)로 전송하도록 할 수도 있다.

또한, 상기 처리부(11)의 데이터 처리 흐름에 대한 알고리즘은 저장부(16)에 저장하고, 상기 처리부(11)가 필요에 따라 리딩하여 해당 알고리즘을 수행하도록 하여, 입력장치(3)로 입력되는 각각의 모드에 따른 데이터 처리를 원활히 하도록 한다.

상기 본 발명은 당업자의 요구에 따라 기본 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열회수형 보일러를 설치한 후 최초 구동 시에 시운전모드에 의해 응축수저장용기에 일정량의 물을 공급하여 보일러의 최초 구동에 의한 연소 시 발생하는 폐가스가 실내로 유입되지 않도록 함으로써, 폐가스 유입에 따른 질식사고 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 시운전 모드를 작동하는 단계(S101)와

   시스턴의 수위를 감지하는 단계(S102)와,

   상기 감지된 수위가 저수위일 경우 수전자변을 온하는 단계(S103)와,

   시스턴으로 급수되는 단계(S104)와,

   시스턴의 수위가 만수위에 도달하면 타이머를 작동하는 단계(S105) 및

   일정시간이 경과되면 수전자변을 오프하는 단계(S106)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   시스턴의 수위가 만수위에 도달하면 수전자변을 오프하는 단계(S105)(S106)는,

   만수위가 감지되는 단계(S206)와,

   타이머를 동작하는 단계(S207)와,

   상기 타이머가 카운트하는 단계(S208)와,

   상기 카운트값과 기준값을 비교하는 단계(S209) 및

   상기 카운트값이 기준값보다 클 경우에 수전자변을 오프하는 단계(S210)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 방법.
3. 시운전 모드를 선택하는 버튼이 포함되고 해당 모드에 따른 신호를 출력하는 입력장치(3)와, 상기 입력장치(3)에서 선택된 모드를 나타내는 표시장치(4)와, 시스턴의 수위를 감지하는 센서(2)와, 시스턴의 물 공급을 조절하기 위해 동작하는 수선자변(5) 및 상기 입력장치(3)에서 출력된 신호를 입력받아 분석하고 그 결과를 표시장치(4)로 전송하며, 상기 결과 및 센서(2)에서 감지된 시스턴의 수위에 따라 수전자변(5)을 온오프시키는 제어장치(1)로 구성됨에 있어서,

   상기 제어장치(1)는,

   상기 입력장치(3)에서 출력된 신호를 입력받아 분석하고 그 결과를 표시장치(4)로 전송하는 판별부(13)와,

   상기 센서(2)에서 감지된 시스턴의 수위를 처리 가능한 데이터로 변환하는 변환부(12)와,

   상기 판별부(13)의 판별결과 및 변환부(12)에서 변환된 데이터에 의하여 수전자변(5)의 온오프 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 처리부(11) 및

   상기 처리부(11)에서 출력되는 제어신호를 수전자변(5)을 동작시키기 위한 신호로 변환하여 수전자변(5)으로 전송하는 송신부(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어장치(1)는,

   시스턴의 만수위 감지 후 딜레이타임을 적용하기 위한 타이머(15)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제어장치(1)는,

   상기 타이머(15)의 카운트값과 비교되는 기준값 계산 알고리즘 및 기준값을 저장한 저장부(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수형 보일러의 폐가스 유입 방지 시스템.

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