KR101017492B1 - 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법에 관한 것으로 특히, 보일러의 동결방지운전방법에 있어서, 상기 열원 내 제어부에서 열교환기 온도감지센서 또는 외기온도감지센서를 통해 각각 검출되는 난방수 온도 및 외기온도를 입력받아 그 온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 난방수 또는 외기온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만이면 각방의 난방밸브를 모두 개방하고 순환펌프를 구동시키는 동결 운전을 실시하는 단계와; 이와 같이 순환펌프의 구동을 통한 동결운전 중 계속해서 난방수 온도가 C℃ 미만인지를 판단하여 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 C℃ 미만이면 동결방지 연소지시를 하는 단계와; 이어서 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계와; 이후 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하는 단계와; 상기와 같이 최대 연소 중 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상이면 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프 모터의 회전수를 상승 제어한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 미만이거나 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되지 않았을 경우에는 계속해서 보일러를 최대 연소시키되, 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되었거나 상기에서 난방수 온도가 C℃ 미만이 아니면 난방수 온도 그리고 외기온도가 각각 B℃ 그리고 B'℃ 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 난방수와 외기온도가 각각 B℃와 B'℃ 미만이면 순환펌프의 구동을 통한 동결방지운전을 실시하는 단계로 되돌아가되, 그 이상이면 종료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 최소한의 가스를 사용하며 보일러의 동결을 방지할 수 있고, 또 동결방지 연소 시 발생할 수 있는 드레인의 발생 조건을 제거하여 보일러의 기구들을 보호할 수 있는 것이다.

가스 절감, 기구 보호, 동결방지운전, 각방 제어 시스템

Description

가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법{OPerating method for preventing freezing in boiler for saving gas and protecting equipment}

본 발명은 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최소한의 가스를 사용하여 보일러의 동결방지를 할 수 있도록 함과 동시에 동결방지 연소 시 발생할 수 있는 드레인의 발생 조건을 제거하여 보일러를 보호할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로, 보일러는 난방과 온수의 공급을 위하여 설치되는 장치로서, 각종 연료를 연소시키면서 발생하는 열을 이용하여 물을 데우고, 데워진 물을 직접 이용하거나, 가정 또는 각종 건물들의 난방에 이용되도록 하는 것으로서, 그 크기에 따라 가정용으로 이용되는 소형 보일러에서부터 산업용으로 이용되는 대형 보일러까지 널리 개발되고 사용되고 있을 뿐만 아니라, 사용되는 연료에 따라서 기름보일러 및 가스보일러 등으로 구분되며 다양한 종류의 보일러가 개발되고 사용되어지 고 있다.

또한, 최근 들어 하나의 보일러를 이용하여 여러 개의 객실에 대한 난방/온수를 실시할 수 있도록 온수/난방 시스템이 개발되어 널리 사용되고 있는데, 이와 같은 보일러는 통상 멀티 리모컨으로서 메인 리모컨은 난방/온수 조작 및 설정을 포함한 표시가 가능하고, 그 밖에 부엌이나 타 방 등에 설치되는 다수개의 서브 리모컨들은 난방에 대한 조작 및 설정을 포함한 표시가 가능하며, 보일러 내 메인 제어부와 각 방의 서브 리모컨에는 각 방의 난방배관과 보일러 본체의 난방수 출구 사이에 설치되어 있는 수개의 난방밸브들에 대한 개폐와, 리모컨들 사이의 상태를 송수신하기 위한 각 방 제어기가 설치된 구성되어 있다.

따라서, 사용자는 메인 리모컨을 통해 전체에 대한 난방/온수의 ON/OFF 및 온도 설정 등이 가능하고, 또 각 방의 서브 리모컨을 통해서는 해당 실에서의 난방을 임의로 설정 및 온/오프 제어할 수 있다.

한편, 종래 이와 같은 온수/난방 시스템에서의 동결 방지방법은 보일러 본체 에서 온도센서을 통해 주변온도를 검출하여 메인 제어부에서 각 방의 밸브 개폐 상태를 무시한 채 동결방지 운전을 실시하는 구성으로 되어 있다.

그런데, 사용자가 겨울철 각 방에 설치되어 있는 서브 리모컨을 이용하여 모두 오프시킨 상태에서 외출 등을 실시한 경우 이미 보일러 본체와 각 방의 난방배관 사이에 설치되어 있는 모든 난방밸브가 닫혀 있는 상태이므로, 이와 같은 상태에서 메인 제어부에서 동결온도를 검출하여 보일러를 동결방지 운전모드로 운전시킨다 하더라도 각 방 난방배관으로는 난방수가 전혀 순환되지 않아 보일러만 과열 될 뿐 각 방의 동결방지를 할 수 없는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 일부 실에서라도 난방밸브가 닫힌 상태라면 동결방지 운전시 해당 실로는 난방수가 순환되지 않게 되어 해당 방의 난방배관이 동파될 우려도 있다.

다시 말해서, 서브 리모컨을 통한 개별제어가 이루어지는 종래 온수/난방 시스템에 있어 메인 리모컨과 서브 리모컨들의 상태에 따른 보일러의 동결방지 운전이 연동되지 않고, 단순 온/오프만 실시되어 본체의 동결 검지에 따른 각 방의 동결방지에 아무런 대책이 없었다.

또한, 종래 대부분 보일러에서 실시되고 있는 동결방지 연소의 경우 일정온도 또는 일정시간 동안을 GAS량을 점차적으로 증가시키거나, GAS 소비량에 제한을 두어 동결방지 연소시 가열 온도가 낮아 지속적으로 동결방지 연소가 되거나, 연소시간이 짧아 반복적으로 점화와 소화가 진행되어 GAS를 다량 사용하여 연소함에도 불구하고 메인 열교환기 내부에 쉽게 드레인(Drain)이 발생하여 기구의 부식을 발생시키는 문제점이 있다.

한편, 보일러에서 동결방지 연소가 작동이 되는 조건은 난방수의 온도가 5℃이하 정도에서 작동을 하며, 보일러 내부의 순환 유량은 최대일 경우 약 16ℓ/min 정도이므로 난방 출력 20000kcal/h 보일러로 예를 들면 최대로 연소를 실시하여도 난방출구의 온도는 약 26℃이하로 연소를 지속적으로 난방수 전체를 가열하기 때문에 메인 열교환기 내부는 응축이 되어 드레인이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 보일러의 최대 열량으로 동결방지 연소를 실시하여 빠르게 온도를 상승시켜 드레인 발생 방지를 통한 기구의 부식과 같은 손상을 방지할 수 있고, 순환펌프 모터의 회전수를 제어하여 보일러 내부의 온도에 따라 순환 유량을 변화시켜 메인 열교환기의 내부 온도를 빠르게 상승시키거나 온도의 이상 급상승을 방지할 수 있으며, 순환펌프 모터의 회전수에 따라 바이패스 유량을 변화시켜 메인 열교환기의 드레인 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 온도의 이상 급상승을 방지하고, 각 방 온도제어 기능이 구비된 보일러의 경우 보일러의 동결방지 연소 지시 시마다 각 방 온도제어 리모컨의 온도를 확인하여 온도가 가장 낮은 각 방의 난방밸브를 한 개만 열어 동결방지 연소를 실시할 수 있으며, 각 방 온도제어 리모컨이 OFF 외의 설정(외출 또는 저온설정 등으로 인한 운전대기)으로 되어 있는 경우에는 리모컨이 OFF 외로 설정된 난방밸브를 우선으로 동결 연소운전하는 제어를 실시하여 가스를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 그로 인한 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인 열교환기와 열교환기 온도감 지센서, 바이패스밸브, 온수 열교환기, 송풍팬, 순환펌프, 외기온도감지센서, 제어부 및 메인 리모컨을 구비한 열원(보일러)과; 각방의 난방배관 환수구와 열원 사이에 설치된 상태에서 제어기의 제어신호에 부응하여 각방의 난방수 환수량을 제어하는 수개의 난방밸브와; 각방의 실내온도를 검출하는 실내온도검출센서를 구비하고 사용자가 각방에서 온수 및 난방수의 설정온도와 구동시간 및 각방의 난방밸브 개도량을 설정할 수 있도록 하는 수개의 서브 리모컨과; 상기 열원과 난방밸브 및 서브 리모컨들 사이에 설치되어 양방향 통신을 통해 열원과 서브 리모컨들에서 전달되어 오는 제어신호에 부응하여 열원의 구동 제어를 포함하여 각방의 난방밸브 개폐량을 제어하는 제어기를 구비한 보일러의 동결방지운전방법에 있어서, 상기 열원 내 제어부에서 열교환기 온도감지센서 또는 외기온도감지센서를 통해 각각 검출되는 난방수 온도 및 외기온도를 입력받아 그 온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 난방수 또는 외기온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만이면 각방의 난방밸브를 모두 개방하고 순환펌프를 구동시키는 동결 운전을 실시하는 단계와; 이와 같이 순환펌프의 구동을 통한 동결운전 중 계속해서 난방수 온도가 C℃ 미만인지를 판단하여 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 C℃ 미만이면 동결방지 연소지시를 하는 단계와; 이어서 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계와; 이후 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하는 단계와; 상기와 같이 최대 연소 중 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상이면 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프 모 터의 회전수를 상승 제어한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 미만이거나 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되지 않았을 경우에는 계속해서 보일러를 최대 연소시키되, 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되었거나 상기에서 난방수 온도가 C℃ 미만이 아니면 난방수 온도 그리고 외기온도가 각각 B℃ 그리고 B'℃ 미만인지를 판단하는 단계와; 상기에서 난방수와 외기온도가 각각 B℃와 B'℃ 미만이면 순환펌프의 구동을 통한 동결방지운전을 실시하는 단계로 되돌아가되, 그 이상이면 종료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기에 있어서 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계를 실시하고 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하기에 앞서 메인 열교환기의 난방수 출구와 난방수 환수구 사이에 설치되어 있는 바이패스밸브를 열어주어 바이패스 유량을 최대로 공급하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기에 있어서 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계를 실시하고 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하기에 앞서 각방 온도제어 기능이 있는지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 각방 온도제어 기능이 있으면 "오프"설정 외 리모컨이 있는지를 확인하는 단계와; 상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 없으면 각방의 서브 리모컨에 설치되어 있는 실내온도검출센서를 통해 각방의 실내온도를 체크한 후 최저 온도를 갖는 방 에 대한 난방밸브만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계를 실시하는 단계와; 상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 있으면 오프 설정 외 리모컨의 방에 대한 실내온도를 확인한 다음 최저 온도를 나타내는 방의 난방밸브만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기에서 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프 모터의 회전수를 상승 제어한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단하기에 앞서 순환펌프 모터의 회전수에 대한 바이패스밸브 유량을 변경시켜 주는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기에 있어서 A℃ 또는 A'℃는 5-10℃이며, C℃는 A℃와 같거나 그 이하이고, X℃는 25-50℃이며, Z℃는 55-70℃이고, B℃와 B'℃는 10-15℃이며, Y% 회전수는 순환펌프 모터의 최대 회전수 대비 50-70%이고, 버너의 연소 시간(t)은 30초 이상인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보일러의 최대 열량으로 동결방지 연소를 실시하여 빠르게 온도를 상승시켜 줌으로써 드레인 발생 자체를 방지할 수 있어 드레인으로 인한 기구의 부식과 같은 손상을 방지할 수 있고, 순환펌프 모터의 회전수를 제어하여 보일러 내부의 온도에 따라 순환 유량을 변화시켜 줌으 로써 열교환기의 내부 온도를 빠르게 상승시키거나 온도의 이상 급상승을 방지할 수 있으며, 순환펌프 모터의 회전수에 따라 바이패스 유량을 변화시켜 줌으로써 메인 열교환기의 드레인 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 온도의 이상 급상승을 방지할 수 있고, 각 방 온도제어 기능이 구비된 보일러의 경우 보일러의 동결방지 연소 지시 시마다 각 방 온도제어 리모컨을 통한 실내온도를 확인하여 온도가 가장 낮은 각 방의 난방밸브를 한 개만 열어 동결방지 연소를 실시하고 각 방 온도제어 리모컨이 OFF 외의 설정(외출 또는 저온설정 등으로 인한 운전대기)으로 되어 있는 경우에는 리모컨이 OFF 외로 설정된 난방밸브를 우선으로 동결 연소운전하는 제어를 실시하여 줌으로써 동결방지운전시 가스의 소모량을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 그로 인한 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 각방 제어 시스템 및 보일러의 개략 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명은, 메인 열교환기(11)와 열교환기 온도감지센서(12), 바이패스밸브(13), 온수 열교환기(14), 송풍팬(15), 순환펌프(16), 외기온도감지센서(17), 제어부(18) 및 메인 리모컨(19)을 구비한 열원(보일러)(1)과; 각방의 난방배관 환수구와 열원 사이에 설치된 상태에서 제어기(4)의 제어신호에 부응하여 각방의 난방수 환수량을 제어하는 수개의 난방밸브(2)와; 각방의 실내온도를 검출하는 실내온도검출센서(31)를 구비하고 사용자가 각방에서 온수 및 난방수의 설정온도와 구동시간 및 각방의 난방밸브 개도량을 설정할 수 있도록 하는 수개의 서브 리모컨(3)과; 상기 열원(1)과 난방밸브(2) 및 서브 리모컨(3)들 사이에 설치되어 양방향 통신을 통해 열원과 서브 리모컨들에서 전달되어 오는 제어신호에 부응하여 열원(1)의 구동 제어를 포함하여 각방의 난방밸브(2) 개폐량을 제어하는 제어기(4)를 구비한 보일러의 동결방지운전방법에 있어서,

상기 열원(1) 내 제어부(18)에서 열교환기 온도감지센서(12) 또는 외기온도감지센서(17)를 통해 각각 검출되는 난방수 온도 및 외기온도를 입력받아 그 온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만인지를 판단하는 단계(S1)와;

상기에서 난방수 또는 외기온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만이면 각방의 난방밸브(2)를 모두 개방하고 순환펌프(16)를 구동시키는 동결 운전을 실시하는 단계(S2)와;

이와 같이 순환펌프(16)의 구동을 통한 동결운전 중 계속해서 난방수 온도가 A℃와 같거나 그 이하 온도인 C℃ 미만인지를 판단하여 단계(S3)와;

상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 C℃ 미만이면 동결방지 연소지시를 하는 단계(S4)와;

이어서 순환펌프(16) 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계(S7)와;

이후 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하는 단계(S10)와;

상기와 같이 최대 연소 중 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상인지를 판단하는 단계(S11)와;

상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상이면 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프(16) 모터의 회전수를 상승 제어(S12)한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단하는 단계(S14)와;

상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 미만이거나 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되지 않았을 경우에는 계속해서 보일러를 최대 연소시키되(S10), 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되었거나 상기 단계(S3)에서 난방수 온도가 C℃ 미만이 아니면 난방수 온도 그리고 외기온도가 각각 B℃ 그리고 B'℃ 미만인지를 판단하는 단계(S15)와;

상기에서 난방수 온도 그리고 외기온도가 각각 B℃ 그리고 B'℃ 미만이면 순환펌프(16)의 구동을 통한 동결방지운전을 실시하는 단계(S2)로 되돌아가되, 그 이상이면 종료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기에 있어서 순환펌프(16) 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계(S7)를 실시하고 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)하기에 앞서 메인 열교환기(11)의 난방수 출구와 난방수 환수구 사이에 설치되어 있는 바이패스밸브(13)를 열어주어 바이패스 유량을 최대로 공급하는 단계(S8)를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기에 있어서 순환펌프(16) 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계(S7)를 실시하고 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)하기에 앞서 각방 온도제어 기능이 있는지를 판단하는 단계(S9)와;

상기에서 판단한 결과 각방 온도제어 기능이 있으면 "오프"설정 외 리모컨이 있는지를 확인하는 단계(S16)와;

상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 없으면 각방의 서브 리모컨(3)에 설치되어 있는 실내온도검출센서(31)를 통해 각방의 실내온도를 체크한 후 최저 온도를 갖는 방에 대한 난방밸브(2)만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계(S10)를 실시하는 단계(S17)와;

상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 있으면 오프 설정 외 리모컨 의 방에 대한 실내온도를 확인(S18)한 다음 최저 온도를 나타내는 방의 난방밸브(2)만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계(S10)로 되돌아가는 단계(S19);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기에서 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프 모터의 회전수를 상승 제어(S12)한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단(S14)하기에 앞서 순환펌프 모터의 회전수에 대한 바이패스밸브 유량을 변경시켜 주는 단계(S13)를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기에 있어서 S1 단계에서 난방수 온도 또는 외기온도와 비교되는 A℃ 또는 A'℃는 5-10℃이며, S3 단계에서 난방수 온도와 비교되는 C℃는 A℃인 5-10℃와 같거나 그 이하의 온도이고, S11 단계에서 난방수 온도와 비교되는 X℃는 25-50℃이며, S14 단계에서 난방수 온도와 비교되는 Z℃는 55-70℃이고, S15 단계에서 난방수와 외기온도를 상호 비교되는 B℃와 B'℃는 10-15℃인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 S7 단계에서 순환펌프(16) 모터를 최소로 회전시키는 Y%는 순환펌프 모터의 최대 회전수 대비 50-70%이고, S14 단계에서 판단하는 버너의 연소 시간(t)은 30초 이상인 것을 특징으로 한다.

이와 같은 단계로 이루어진 본 발명 방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 방법이 적용된 각방 제어 시스템에서 열원(보일러)(1) 내의 제어부(18)에서는 통상시 메인 열교환기(11)의 난방수 출탕부에 설치되어 있는 열교환기 온도감지센서(12)와 열원의 케이스 외측에 설치되어 있는 외기온도감지센서(17)를 통해 난방수 온도와 외기온도를 계속 입력받아 그 온도가 각각 동결온도인 A℃ 또는 A'℃(예를 들어 5-10℃) 미만인지를 계속 판단(S1)하게 된다.

여기서 난방수 온도 A℃ 또는 외기온도 온도 A'℃는 일반 동결방지운전(Pump운전)을 판단하는 온도로 난방수 온도 A℃ 또는 외기온도 '℃ 둘 중에 하나만 만족을 하여도 일반 동결방지운전(Pump운전)을 실시한는 것을 의미한다.

따라서, 상기에서 결과 난방수 온도 또는 외기온도 중 어느 하나라도 A℃ 또는 A'℃ 미만이면 제어기(4)를 통해 각방의 난방배관에 대한 난방수 환수량을 제어하는 모든 난방밸브(2)를 개방하고, 순환펌프(16)를 구동시키는 동결방지 운전을 실시(S2)하게 된다.

이와 같이 각방의 난방밸브(2)를 모두 개방하고 순환펌프(16)를 구동시켜 메인 열교환기(11) 내에 잔류하고 있는 난방수를 포함한 각방의 난방배관에 들어있는 난방수를 순환시키는 방식을 통해 동결방지 운전을 수행하면서 상기 제어부(18)는 계속해서 난방수 온도가 C℃ 미만인지를 판단(S3)하게 된다.

여기서 C℃는 일반 동결방지운전(Pump운전) 중 난방수 온도가 더욱 떨어질 경우에 동결방지 연소를 판단하는 온도로서 A℃인 5-10℃와 같거나 그 이하의 온도가 된다.

상기와 같이 순환펌프(16)만을 작동시키는 방식을 통해 동결운전을 실시하였음에도 불구하고 난방수의 온도가 C℃ 미만을 갖게 되면 동결방지를 위한 연소지 시(S4)를 지시하고 동결방지를 위한 연소를 시작하게 된다.

이와 같이 동결방지 연소가 시작되면 열원 내 제어부에서는 순환펌프(16) 모터를 최소 회전수(Y%; 예를 들어 순환펌프 모터의 최대 회전수 대비 50-70%)로 구동(S7)시켜 기구 내부에서 가열해야 하는 순환유량을 줄여 순환수의 온도를 빨리 높일 수 있도록 하고, 이어서 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)하게 된다.

이때, 상기 순환펌프(16) 모터를 최소 회전수(Y%)로 구동(S7)시킨 다음 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)하기에 앞서 메인 열교환기(11)의 난방수 출구와 난방수 환수구 사이에 설치되어 있는 바이패스밸브(13)를 열어주어 바이패스 유량을 최대로 공급하는 단계(S8)를 더 실시하게 할 수 있다.

이와 같이 기구의 내부 순환펌프(16) 모터의 회전수를 제어하여 순환유량을 조절(순환유량을 늘리거나 줄임)하면서, 바이패스밸브(13)를 통해 유량을 조절하게 되면 메인 열교환기(11) 내부의 온도를 빠른 시간 내에 상승시켜 가스의 사용량을 줄일 수 있음과 동시에 메인 열교환기 내부의 응축점을 회피하면서 기구의 동결을 예방할 수 있다.

한편, 상기 열원 내 제어부에서는 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)할 때 계속해서 난방수 온도가 일정온도(X℃; 25-50℃) 이상인지를 판단(S11)하여, 만약 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상이면 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프(16) 모터의 회전 수를 상승 제어(S12)한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃; 예를 들어 55-70℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t; 예를 들어 30초 이상) 이상 경과되었는지 판단(S14)하게 된다.

이때, 상기 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)하면서 난방수의 온도를 검출한 결과 일정온도(X℃) 이상이어서 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프(16) 모터의 회전수를 상승 제어(S12)한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단(S14)하기에 앞서, 순환펌프(16) 모터의 회전수에 대한 바이패스밸브(13) 유량을 변경시켜 주는 단계(S13)를 더 실시할 수 있도록 제어할 수도 있다.

상기와 같이 초기 동결방지 연소신호가 들어오면(S4에서 Yes) 순환펌프(16) 모터의 회전수를 줄여 기구의 내부 순환 유량을 줄이고, 바이패스밸브(13)를 열어서 바이패스 유량을 늘려 주는 방식(S8)을 통해 가열해야 할 내부 순환유량을 최대한으로 적게 하여 가열 후 열교환기의 온도가 일정량 상승을 하게 되면 순환펌프(16) 모터의 회전수를 점차적으로 올려 내부 순환유량을 늘리고(S12), 순환펌프(16) 모터의 회전수에 따라 난방수의 바이패스 량을 점차적으로 줄여 주는 방식(S13)을 채택하게 되면, 메인 열교환기(11)의 온도 이상 급상승을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상승된 온도를 빠르게 분포시켜 동결방지 작동 횟수를 최소한으로 줄일 수 있다.

또한, 상기에서 판단(S14)한 결과 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 미만이거 나 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되지 않았을 경우에는 계속해서 보일러를 최대 연소시키되(S10), 상기 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되었거나 상기 단계(S3)에서 검출한 결과 난방수 온도가 C℃ 미만이 아니면 난방수 온도 그리고 외기온도가 B℃ 그리고 B'℃(예를 들어 10-15℃) 미만인지를 판단(S15)한다.

그 결과 난방수와 외기온도가 B℃와 B'℃ 미만이면 순환펌프(16)의 구동을 통한 동결방지운전을 실시하는 초기 단계(S2)로 되돌아가고, 그 이상이면 동결방지운전을 종료하게 된다.

이때, S11 단계에서 난방수 온도와 비교하는 X℃는 초기 순환펌프를 최소 회전수인 Y%의 회전수로 변동(상승) 제어를 판단하기 위한 온도로, 순환펌프 최소 회전수를 최소 Y%로 낮추게 되면 순환유량이 적어 순환수의 온도가 급상승할 경우를 방지 및 온도가 상승한 난방수를 빠르게 이동시키기 위해서 난방수 온도 X℃ 를 검지하면 순환펌프의 회전수를 상승시켜 유량을 늘려주는 것이다.

상기에서 순환펌프의 회전수 제어는 난방수 온도 X℃까지는 최소 회전수, 난방수 온도 Z℃일 때 최대회전수로 난방수 온도에 따라 회전수를 제어한다.

또, 상기 S14 단계에서 판단하는 난방수 온도 Z℃는 동결방지 연소의 종료를 판단하기 위한 온도로, 난방수 온도 Z℃가 검지가 되면 동결방지 연소가 종료가 되고 일반 동결방지운전(Pump운전)이 실시된다.

또한, B℃와 B'℃는 일반 동결방지운전(Pump운전)의 종료를 판단하기 위한 온도로 난방수 온도 B℃ 그리고 외기온도 B'℃ 둘 다 만족을 해야 일반동결방지 운 전이 종료되며, 여기서 난방수 온도는 일반 동결방지운전 및 동결방지운전을 판단하는 온도이고, 외기온도는 일반 동결방지운전만 판단하며, 난방수 온도 일반동결방지 운전 종료 온도를 검지되어도, 외기온도가 일반 동결방지운전에 만족을 하면 일반 동결방지운전을 지속적으로 실시한다.

한편, 상기 순환펌프(16) 모터를 최소 회전수(Y%)로 구동(S7)킨 다음 보일러의 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시(S10)하기에 앞서 해당 보일러가 한 방만 난방하는지 또는 각방 제어 시스템이 적용되고 있는지를 확인하기 위해 각방 온도제어 기능이 있는지를 판단(S9)할 수도 있다.

상기와 같이 각방 온도제어 기능이 있는지를 판단(S9)한 결과 각방 온도제어 기능이 있으면 "오프"설정 외 리모컨이 있는지를 확인(S16)하여, 그 결과 "오프"설정 외 리모컨이 없으면 각방의 서브 리모컨(3)에 설치되어 있는 실내온도검출센서(31)를 통해 각방의 실내온도를 체크한 후 최저 온도를 갖는 방에 대한 난방밸브(2)만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계(S10)를 실시하게 된다(S17).

그러나, 상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 있으면 오프 설정 외 리모컨의 방에 대한 실내온도를 확인(S18)한 다음 최저 온도를 나타내는 방의 난방밸브(2)만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계(S10)로 되돌아가게 된다.

이때, 각방 온도제어 기능이 구비된 보일러의 경우, 보일러가 휴지 시 동결방지 연소 지시가 있을 경우 각방 온도제어 리모컨의 온도를 확인하여 온도가 가장 낮은 각방의 난방밸브 한 개만 열어 동결방지 연소 시 가열해야 하는 난방수의 유량을 줄여 줌으로써 적은 동결방지 작동 횟수로 가스의 사용량을 크게 줄일 수 있 음과 동시에 보일러의 온도를 급상승시켜 메인 열교환기(11) 내부의 응축점을 회피하면서 동결을 예방할 수 있는 것이다.

상기에 있어서 동결방지 연소의 신호 입력 시마다 각방 온도제어 리모컨의 온도를 확인하는 것으로 한다.

단, 각방 온도제어 리모컨이 OFF 외에 설정(외출 또는 저온설정 등으로 인한 운전대기)으로 되어 있는 경우에는 리모컨이 OFF 외에 설정된 난방밸브를 우선으로 제어하여 난방수 온도가 조금이라도 높은 난방수를 이용하여 동결방지 연소를 실시한다.

이때, 각방 온도제어 리모컨이 전부 OFF라면 난방 목적이 없음을 의미하기 때문에 가장 온도가 낮은 각방으로 동결방지 연소 운전을 실시하여 온도를 높여야 추후에 각방 온도제어에 의한 동결방지운전 횟수를 줄일 수 있으며, 각방 온도제어 리모컨이 OFF 외에 설정되어 있다면 OFF 외에 설정된 각방은 난방 목적이 있음을 의미하기 때문에 OFF 외 설정된 각방으로 동결방지 연소 운전을 실시하여 온도를 올리게 되는 것이다.

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.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 각방 제어 시스템 및 보일러의 개략 구성도.

도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 열원(보일러) 2 : 난방밸브

3 : 서브 리모컨 4 : 제어기

11 : 메인 열교환기 12 : 열교환기 온도감지센서

13 : 바이패스밸브 14 : 온수 열교환기

15 : 송풍팬 16 : 순환펌프

17 : 외기온도감지센서 18 : 제어부

19 : 메인 리모컨 31 : 실내온도검출센서

Claims (6)

1. 보일러의 동결방지운전방법에 있어서,

   열원 내 제어부에서 열교환기 온도감지센서 또는 외기온도감지센서를 통해 각각 검출되는 난방수 온도 및 외기온도를 입력받아 그 온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만인지를 판단하는 단계와;

   상기에서 난방수 또는 외기온도가 각각 A℃ 또는 A'℃ 미만이면 각방의 난방밸브를 모두 개방하고 순환펌프를 구동시키는 동결 운전을 실시하는 단계와;

   이와 같이 순환펌프의 구동을 통한 동결운전 중 계속해서 난방수 온도가 C℃ 미만인지를 판단하여 단계와;

   상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 C℃ 미만이면 동결방지 연소지시를 하는 단계와;

   이후 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계와;

   이어서 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하는 단계와;

   상기와 같이 최대 연소 중 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상인지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 일정온도(X℃) 이상이면 난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프 모터의 회전수를 상승 제어한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 미만이거나 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되지 않았을 경우에는 계속해서 보일러를 최대 연소시키되, 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t)을 경과되었거나 상기에서 난방수 온도가 C℃ 미만이 아니면 난방수 온도가 B℃ 미만 그리고 외기온도가 B'℃ 미만인지를 판단하는 단계와;

   상기에서 난방수 온도 그리고 외기온도가 각각 B℃ 그리고 B'℃ 미만이면 순환펌프의 구동을 통한 동결방지운전을 실시하는 단계로 되돌아가되, 그 이상이면 종료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기에서 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계를 실시하고 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하기에 앞서 메인 열교환기의 난방수 출구와 난방수 환수구 사이에 설치되어 있는 바이패스밸브를 열어주어 바이패스 유량을 최대로 공급하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기에서 순환펌프 모터의 회전수를 최소(Y%)로 구동시키는 단계를 실시하고 버너에 최대 가스량을 공급하여 최대 연소를 실시하기에 앞서 각방 온도제어 기능이 있는지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과, 각방 온도제어 기능이 있으면 "오프"설정 외 리모컨이 있는지를 확인하는 단계와;

   상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 없으면 각방의 서브 리모컨에 설치되어 있는 실내온도검출센서를 통해 각방의 실내온도를 체크한 후 최저 온도를 갖는 방에 대한 난방밸브만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계를 실시하는 단계와;

   상기에서 확인한 결과 "오프"설정 외 리모컨이 있으면 오프 설정 외 리모컨의 방에 대한 실내온도를 확인한 다음 최저 온도를 나타내는 방의 난방밸브만 "온"시키고 보일러를 최대로 연소시키는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   난방 순환수의 온도를 높이기 위해 일정온도(X℃) 이상의 온도에 대한 순환펌프 모터의 회전수를 상승 제어한 다음 난방수 온도가 정해진 온도(Z℃) 이상 또는 버너의 연소가 정해진 시간(t) 이상 경과되었는지 판단하기에 앞서 순환펌프 모터의 회전수에 대한 바이패스밸브 유량을 변경시켜 주는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   난방수 온도 또는 외기온도와 비교되는 A℃ 또는 A'℃는 5-10℃이고, 난방수 온도와 비교되는 X℃는 25-50℃이며, 난방수 또는 외기온도와 비교되는 B℃와 B'℃는 10-15℃인 것을 특징으로 하는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   순환펌프 모터를 최소로 회전시키는 Y%는 순환펌프 모터의 최대 회전수 대비 50-70%인 것을 특징으로 하는 가스 절감 및 기구 보호를 위한 보일러의 동결방지운전방법.

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