KR101344703B1 - 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하는 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법에 관한 것으로 특히, 난방모드가 "온"되는지 판단하는 단계와; 난방모드가 "온"되면 누적연소 타이머와 누적소화 타이머를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간과 제 1 소화시간을 설정하는 단계와; 정해진 시간을 갖는 연소 타이머의 작동을 시작하는 단계와; 연소부를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프를 작동시키며 누적연소 타이머의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계와; 연소부가 소화되었는지를 판단하여 소화상태가 아니면 상기 연소시간을 누적 계산하는 단계로 되돌아가는 단계와; 상기에서 판단한 결과 연소부가 소화상태이면 그 원인이 하이컷 온도에 의한 소화인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화이면 누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 크면 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하며 연소부를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프를 작동시키며 누적연소 타이머의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에서는 각방제어 시스템이 적용된 보일러가 난방모드로 작동 중 지정된 연소시간 동안 연소가 이루어지지 못하고 조기에 소화되는 경우, 충분한 열량을 공급하지 못하고 소화했기 때문에 연소시간 및 소화시간을 계속해서 누적 계산하여 누적된 연소시간이 지정된 연소시간보다 적을 경우 충분한 열량을 공급하기 위해 짧게 제 2 소화시간 동안 소화한 후 재연소하고, 누적된 연소시간이 지정된 연소시간보다 크거나 같을 경우 제 1 소화시간 동안 소화하며, 누적된 소화시간도 지정된 제 1 소화시간에 도달할 때까지 소화하고, 누적된 소화시간이 지정된 제 1 소화시간에 도달하면 연소를 재시작하는 동작을 반복하되, 제 2 소화시간 중에는 순환펌프를 가동하여 방바닥의 방열을 돕도록 함으로써 각방제어 시스템을 사용하거나 해당 보일러의 용량에 비해 비교적 난방부하가 작은 가옥 등에도 원하는 방에 충분한 난방 열량을 공급시켜 줄 수 있다.

Description

보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법{Method for controlling early fire exting uishing when heating operation of boiler}

본 발명은 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각방제어 시스템을 사용하거나 보일러의 용량에 비해 난방부하가 작은 가옥 등에서 보일러의 난방 운전시 조기 소화될 경우에 짧은 연소시간에 따라 불충분한 열량이 공급되는데, 이와 같은 조기 소화가 발생되는 경우에도 충분한 열량을 공급할 수 있도록 발명한 것이다.

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.

통상 난방/온수 겸용 보일러에서 난방모드가 작동되면 순환펌프가 작동되어 난방수가 이송되고, 난방수는 주열교환기에서 가열되어 3방밸브를 거쳐 다수의 방으로 이루어진 난방부하(즉, 난방배관)로 이송되어 난방이 이루어진다.

상기에서 난방부하를 구성하는 각방에는 각방에 대해 난방수 공급 여부 및 그 량을 조절할 수 있는 각방 밸브가 설치되어 있고, 상기 각방 밸브를 사용자가 조작하거나 별도의 제어기에 의해 개폐량이 조절됨으로써 난방이 필요한 방에만 선택적으로 난방이 가능하다.

또한, 온수의 공급은 3방밸브에서 난방부하 측으로 연결되는 경로를 차단하고 급탕열교환기 측으로 연결되는 경로를 개방시켜 주열교환기에서 데워진 난방수를 급탕열교환기측으로 이송시킴으로써 상기 급탕열교환기에서 직수와 난방수간에 열교환이 이루어져 온수를 사용자에게 공급할 수 있게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 보일러는 난방이 요구되는 장소의 적정평수에 맞게 보일러의 용량이 정해져 설치되고 있다. 즉, 난방이 필요한 복 수개의 방이 있는 경우 전체 방을 기준으로 난방을 공급할 수 있도록 보일러의 용량이 결정된다.

또한, 통상적으로 보일러의 난방제어 시스템은 연소시 소비자가 설정한 난방 설정 온도에 맞게 열량을 제어하며, 써미스터 등에 의해 측정된 실제 난방수 출탕온도가 사용자의 난방설정된 온도보다 일정온도 이상 높게 설정된 제 1 하이컷 온도(예를 들어 설정온도 + 5℃)에 도달하거나, 또는 비등점에 도달하는 것을 방지하기 위한 절대온도인 제 2 하이컷 온도(예를 들어 88∼90℃)에 도달하면 연소가 중지되고 소화되며, 또한 상기와 같이 소화 중에는 써미스터 등에 의해 측정된 실제 난방수 출탕온도가 제 1 재연소 온도(설정된 온도보다 일정온도 이하의 온도)에 도달하면 연소를 재개하는 동작을 반복하는 제어가 이루어지고 있다.

한편, 주로 온돌 난방을 하는 한국의 경우에는 통상 보일러의 난방을 일정한 연소시간과 소화시간을 반복하여 제어하게 되는데, 상기와 같이 각방제어 시스템이 구비된 보일러가 설치된 가옥이나 원룸 등에서 해당 보일러의 용량에 비해 난방부하가 적은 가옥 등에서 보일러의 사용시 난방 부하가 큰 가옥보다 난방수 출탕온도가 조기에 온도 상승하기 쉬운 조건을 갖게 되므로 지정된 연소시간 동안 연소하지 못하고 조기에 소화되고, 소화시간 종료 후 다시 연소가 실시(정해진 연소시간(예를 들어 10∼30분)을 갖고 난방연소가 실시되던 중 정해진 연소시간이 경과되기 전에 조기 소화가 이루어질 경우 나머지 연소시간에 무관하게 정해진 소화시간(예를 들어 8∼20분)이 완전히 경과된 후 다시 연소가 실시)되지만 재차 조기 소화를 반복하게 되어 원하는 방에 충분한 난방 열량을 공급하지 못하게 되는 문제점이 있다.

즉, 해당 보일러의 난방용량에 비해 난방부하가 작은 경우, 주열교환기의 난방수 출탕온도와 난방부하를 통과한 후 주열교환기 측으로 환수되는 온도 간의 온도 차가 빠른 시간 내에 크게 발생되므로 정해진 연소시간과 무관하게 조기 소화가 발생되는 등 연소부의 연소운전과 소화가 짧은 시간 간격을 두고 빈번하게 반복 발생하게 됨에 따라 난방이 요구되는 각방에는 충분한 난방이 이루어지지 못하는 문제점이 발생하게 되는데, 특히 난방수 설정온도가 낮은 경우 더 많이 발생되고 있는 실정이다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-0852988호(2008년 08월 12일) 2. 대한민국 특허공보 특1995-0000935호(1995년 02월 03일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 각방제어 시스템이 적용된 보일러가 난방모드로 작동 중 지정된 연소시간 동안 연소가 이루어지지 못하고 조기에 소화되는 경우, 충분한 열량을 공급하지 못하고 소화했기 때문에 연소시간 및 소화시간을 계속해서 누적 계산하여 누적된 연소시간이 지정된 연소시간보다 적을 경우 충분한 열량을 공급하기 위해 짧게 제 2 소화시간 동안 소화한 후 재연소하고, 누적된 연소시간이 지정된 연소시간보다 크거나 같을 경우 제 1 소화시간 동안 소화하며, 누적된 소화시간도 지정된 제 1 소화시간에 도달할 때까지 소화하고, 누적된 소화시간이 지정된 제 1 소화시간에 도달하면 연소를 재시작하는 동작을 반복하되, 제 2 소화시간 중에는 순환펌프를 가동하여 방바닥의 방열을 돕도록 함으로써 각방제어 시스템을 사용하거나 해당 보일러의 용량에 비해 비교적 난방부하가 작은 가옥 등에도 원하는 방에 충분한 난방 열량을 공급시켜 줄 수 있는 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 사용자가 설정한 난방 설정온도와 써미스터를 통해 검출되는 난방수의 출탕온도에 대응하여 연소부를 연소작동시켜 난방운전을 실시하되, 써미스터를 통해 검출되는 온도가 설정온도보다 일정온도 높은 하이컷 온도에 도달하거나, 또는 비등에 도달되는 것을 방지하기 위한 하이컷 온도에 도달하면 연소부를 소화시키고, 또 소화 중에는 써미스터에 의해 검출되는 난방수 출탕온도가 사용자의 설정온도보다 일정온도 이하로 낮은 재연소 온도에 도달되면 연소를 재개하는 동작을 반복하는 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법에 있어서, 난방모드가 "온"되는지 판단하는 단계와; 난방모드가 "온"되면 누적연소 타이머와 누적소화 타이머를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간과 제 1 소화시간을 설정하는 단계와; 정해진 시간을 갖는 연소 타이머의 작동을 시작하는 단계와; 연소부를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프를 작동시키며 누적연소 타이머의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계와; 연소부가 소화되었는지를 판단하여 소화상태가 아니면 상기 연소시간을 누적계산하는 단계로 되돌아가는 단계와; 상기에서 판단한 결과 연소부가 소화상태이면 그 원인이 하이컷 온도에 의한 소화인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화이면 누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 크면 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하며 연소부를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프를 작동시키며 누적연소 타이머의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기에서 누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 크므로 인해 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하기에 앞서, 정해진 시간을 갖는 제 2 소화 타이머를 작동시키는 단계와; 순환펌프의 작동상태를 유지시키는 단계와; 제 2 소화 타이머에 의해 정해진 제 2 소화시간이 종료되었는지를 판단하여 종료되지 않았으면 순환펌프의 작동을 유지시키는 이전단계로 되돌아가고, 제 2 소화시간이 종료되었으면 상기 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적계산하는 단계 이후를 수행하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기에서 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화가 아니면 제 1 소화타이머의 작동을 시작하는 단계와; 순환펌프의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머를 통해 소화시간을 누적 계산하는 단계와; 누적소화 타이머에 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간보다 더 크거나 같은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간보다 적으면 순환펌프의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머를 통해 소화시간을 누적 계산하는 이전단계로 되돌아가고, 누적소화 타이머에 누적된 소화시간이 제 1 소화시간보다 크거나 같거나, 또는 상기에서 누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 작거나 같으면 누적연소 타이머와 누적소화 타이머를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간과 제 1 소화시간을 설정하는 단계로 되돌아가는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연소 타이머에 의해 설정되는 연소시간은 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간보다 길고, 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간은 제 2 소화 타이머에 의해 설정된 제 2 소화시간보다 길게 설정한 것을 특징으로 한다.

상기 연소 타이머에 의해 설정되는 연소시간은 10∼30분이고, 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간은 8∼20분이며, 제 2 소화 타이머에 의해 설정된 제 2 소화시간은 1∼2분인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 단계의 수행 중 사용자에 의해 난방이 "오프"되면 해당 단계의 기능을 중지하고 최초 난방 "온" 상태를 판단하는 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각방제어 시스템이 적용된 보일러가 난방모드로 작동 중 지정된 연소시간 동안 연소가 이루어지지 못하고 조기에 소화되는 경우, 충분한 열량을 공급하지 못하고 소화했기 때문에 연소시간 및 소화시간을 계속해서 누적 계산하여 누적된 연소시간이 지정된 연소시간보다 적을 경우 충분한 열량을 공급하기 위해 짧게 제 2 소화시간 동안 소화한 후 재연소하고, 누적된 연소시간이 지정된 연소시간보다 크거나 같을 경우 제 1 소화시간 동안 소화하며, 누적된 소화시간도 지정된 제 1 소화시간에 도달할 때까지 소화하고, 누적된 소화시간이 지정된 제 1 소화시간에 도달하면 연소를 재시작하는 동작을 반복하되, 제 2 소화시간 중에는 순환펌프를 가동하여 방바닥의 방열을 돕도록 함으로써 각방제어 시스템을 사용하거나 해당 보일러의 용량에 비해 비교적 난방부하가 작은 가옥 등에도 원하는 방에 충분한 난방 열량을 공급시켜 줄 수 있어 보일러 자체의 상품성과 난방운전에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 개략 블럭 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

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

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

이에 따르면 본 발명은,

보일러의 제어부(1)에서 사용자가 설정한 난방 설정온도(Tset)와 써미스터(2)를 통해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)에 대응하여 연소부(3)를 연소작동시켜 난방운전을 실시하되, 써미스터(2)를 통해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)가 설정온도(Tset)보다 일정온도 높은 하이컷 온도(H1; 예를 들어 설정온도 + 5℃))에 도달하거나, 또는 비등에 도달되는 것을 방지하기 위한 제 2 하이컷 온도(H2; 예를 들어 88∼90℃)에 도달하면 연소부(3)를 소화시키고, 또 소화 중에는 써미스터(2)에 의해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)가 사용자의 설정온도(Tset)보다 일정온도 이하로 낮은 재연소 온도에 도달되면 연소를 재개하는 동작을 반복하는 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법에 있어서,

사용자가 난방 스위치(4)를 통해 난방모드를 "온"시키는지를 계속 판단하는 단계(S1)와;

사용자에 의해 난방모드가 "온"되면 제어부(1)에 연결된 누적연소 타이머(5)와 누적소화 타이머(6)를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간(Ct)과 제 1 소화시간(Dt1)을 설정하는 단계(S2)와;

정해진 시간을 갖는 연소 타이머(7)의 작동을 시작하는 단계(S3)와;

연소부(3)를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프(10)를 작동시키며 누적연소 타이머(5)의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계(S4)와;

연소부(3)가 소화되었는지를 판단(S5)하여 소화상태가 아니면 상기 연소시간을 누적 계산하는 단계(S4)로 되돌아가는 단계와;

상기 단계(S5)에서 판단한 결과 연소부(3)가 소화상태이면 그 원인이 하이컷 온도에 의한 소화인지를 판단하는 단계(S6)와;

상기 단계(S6)에서 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화이면 누적연소 타이머(5)에 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 큰지를 판단하는 단계(S7)와;

상기 단계(S7)에서 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 크면 누적소화 타이머(6)를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하며 연소부(3)를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프(10)를 작동시키며 누적연소 타이머(5)의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계(S4)로 되돌아가는 단계(S11);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 단계(S7)에서 누적연소 타이머(5)에 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 큰지를 판단한 결과, 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 크므로 인해 누적소화 타이머(6)를 작동시켜 소화시간을 누적 계산(S11)하기에 앞서,

정해진 제 2 소화시간(Dt2)을 갖는 제 2 소화 타이머(9)를 작동시키는 단계(S8)와;

순환펌프(10)의 작동상태를 유지시키는 단계(S9)와;

제 2 소화 타이머(9)에 의해 정해진 제 2 소화시간(Dt2)이 종료되었는지를 판단(S10)하여 종료되지 않았으면 순환펌프(10)의 작동을 유지시키는 이전단계(S9)로 되돌아가고, 제 2 소화시간(Dt2)이 종료되었으면 상기 누적소화 타이머(6)를 작동시켜 소화시간을 누적계산하는 단계(S11) 이후를 수행하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단계(S6)에서 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화가 아니면, 제 1 소화 타이머(8)의 작동을 시작하는 단계(S12)와;

순환펌프(10)의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머(6)를 통해 소화시간을 누적 계산하는 단계(S13)와;

누적소화 타이머(6)에 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)보다 더 크거나 같은지를 판단하는 단계(S14)와;

상기 단계(S14)에서 판단한 결과 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)보다 적으면 순환펌프(10)의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머(6)를 통해 소화시간을 누적 계산하는 이전단계(S13)로 되돌아가고, 누적소화 타이머(6)에 누적된 소화시간이 제 1 소화시간(Dt1)보다 크거나 같거나, 또는 상기 단계(S7)에서 누적연소 타이머(5)에 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 큰지를 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 작거나 같으면 누적연소 타이머(5)와 누적소화 타이머(6)를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간(Ct)과 제 1 소화시간(Dt1)을 설정하는 단계(S2)로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연소 타이머(7)에 의해 설정되는 연소시간(Ct)은 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)보다 길고, 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)은 제 2 소화 타이머(9)에 의해 설정된 제 2 소화시간(Dt2))보다 길게 설정한 것을 특징으로 한다.

상기 연소 타이머(7)에 의해 설정되는 연소시간(Ct)은 10∼30분이고, 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)은 8∼20분이며, 제 2 소화 타이머(9)에 의해 설정된 제 2 소화시간(Dt2)은 1∼2분인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 단계(S2∼S14)의 수행 중 사용자에 의해 난방이 "오프"되면 해당 단계의 기능을 중지하고 최초 난방 "온" 상태를 판단하는 단계(S1)로 되돌아가는 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 11은 설정온도 입력부이고, 12는 하이컷 온도 설정부이며, 13은 프레임 로드이다.

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

먼저, 본 발명 방법은 보일러에 설치되어 난방 및 온수모드에 따른 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(1)에서 보일러가 난방모드로 작동 중 지정된 연소시간(Ct; 예를 들어 10∼30분) 동안 연소가 이루어지지 못하고 조기에 소화되는 경우, 충분한 열량을 공급하지 못하고 소화했기 때문에 연소시간(Ct) 및 소화시간을 계속해서 누적 계산하여 누적된 연소시간이 지정된 연소시간(Ct)보다 적을 경우 충분한 열량을 공급하기 위해 짧게 제 2 소화시간(Dt2; 예를 들어 1∼2분) 동안 소화한 후 재연소하고, 누적된 연소시간이 지정된 연소시간(Ct)보다 크거나 같을 경우 제 1 소화시간(Dt1; 예를 들어 8∼20분) 동안 소화하며, 누적된 소화시간도 지정된 제 1 소화시간에 도달할 때까지 소화하고, 누적된 소화시간이 지정된 제 1 소화시간에 도달하면 연소를 재시작하는 동작을 반복하는 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 각방제어 시스템이 적용된 공지의 보일러는 본 발명 방법을 실시하기에 앞서 기본적으로, 사용자가 설정한 난방 설정온도(Tset)와 써미스터(2)를 통해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)에 대응하여 연소부(3)를 연소작동시켜 난방운전을 실시하되, 써미스터(2)를 통해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)가 설정온도(Tset)보다 일정온도 높은 하이컷 온도(H1; 예를 들어 설정온도 + 5℃))에 도달하거나, 또는 비등에 도달되는 것을 방지하기 위한 제 2 하이컷 온도(H2; 예를 들어 88∼90℃)에 도달하면 연소부(3)를 소화시키고, 또 소화 중에는 써미스터(2)에 의해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)가 사용자의 설정온도(Tset)보다 일정온도 이하로 낮은 재연소 온도에 도달되면 연소를 재개하는 동작을 반복하는 형태를 갖고 있다.

한편, 본 발명 방법이 적용된 보일러 내 제어부(1)에서는 초기 사용자가 난방 스위치(4)를 통해 난방모드를 "온"시키는지를 계속 판단(S1)하여, 만약 사용자에 의해 난방모드가 "온"되면 누적연소 타이머(5)와 누적소화 타이머(6)를 "0"으로 클리어시키고 연소시간(Ct)과 제 1 소화시간(Dt1)을 각각 정해진 시간으로 설정하게 된다(S2).

이어서 정해진 시간을 갖는 연소 타이머(7)의 작동을 시작(S3)하고, 연소부(3)를 난방연소 모드로 작동함은 물론 순환펌프(10)를 작동시키며 누적연소 타이머(5)의 작동을 통해 점화 이후 연소시간을 누적 계산하게 된다(S4).

상기와 같이 난방 연소가 이루어지고 있는 동안 상기 제어부(1)에서는 프레임 로드(13)의 출력상태를 계속 감시하며 연소부(3)가 소화되었는지를 판단(S5)하게 되는데, 만약 소화상태가 아닌 연소상태가 지속되고 있으면 상기 연소시간을 누적 계산하는 이전단계(S4)로 되돌아가게 된다.

그러나, 상기 단계(S5)에서 판단한 결과 연소부(3)가 소화상태이면 그 원인이 하이컷 온도에 의한 소화인지를 판단(S6)하여, 만약 하이컷 온도에 의한 소화이면(즉, 써미스터(2)를 통해 검출되는 난방수의 출탕온도(Tout)가 난방 설정온도(Tset)보다 약 1.1배 높게 설정된 하이컷 온도(H1)에 도달하였거나, 또는 비등에 도달되는 것을 방지하기 위한 하이컷 온도(H2; 예를 들어 88∼90℃)에 도달하여 연소부(3)가 소화된 경우이면) 누적연소 타이머(5)에 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct; 예를 들어 10∼30분)이 더 큰지를 판단하게 된다(S7).

상기와 같이 누적된 연소시간과 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)을 상호 비교한 결과, 지금까지 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 크면(즉, 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)보다 현재까지 누적된 연소시간이 작으면), 해당 보일러의 용량보다 난방부하가 작아 조기 소화된 것으로 판단하고, 누적소화 타이머(6)를 작동시켜 소화시간을 누적 계산(S11)하며, 연소부(3)를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프(10)를 작동시키며 누적연소 타이머(5)의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계(S4)로 되돌아가게 된다.

이때, 본 발명에서는 필요에 따라 상기 단계(S7)에서 누적연소 타이머(5)에 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 큰지를 판단한 결과, 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 크게 되면 곧 바로 누적소화 타이머(6)를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하는 단계(S11)로 돌입하지 않고, 비교적 짧은 시간으로 정해진 제 2 소화시간(Dt2)을 갖는 제 2 소화 타이머(9)를 작동(S8)시키고, 주열교환기 내에 잔존하는 고온의 난방수를 이용하여 난방을 원하는 방을 지속적으로 난방시키기 위해 순환펌프(10)는 지속적으로 작동시키도록 한다(S9).

이어서 제 2 소화 타이머(9)에 의해 정해진 제 2 소화시간(Dt2)이 종료되었는지를 판단(S10)하여, 종료되지 않았으면 순환펌프(10)의 작동을 유지시키는 이전단계(S9)로 되돌아가되, 제 2 소화시간(Dt2)이 종료되었으면 상기 누적소화 타이머(6)를 작동시켜 소화시간을 누적계산하는 단계(S11) 이후를 수행하게 함으로써 비록 짧은 시간을 갖는 제 2 소화시간(Dt2) 내에도 주열교환기에 잔존하는 고온의 난방수를 이용하여 효율적으로 난방을 지속시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 단계(S6)에서 소화의 원인이 하이컷 온도에 의한 소화인지를 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화가 아니면, 연소 타이머(7)에 의해 정해진 시간이 경과되어 소화된 것으로 인식하고, 제 1 소화 타이머(9)에 비해 비교적 긴 시간으로 정해진 제 1 소화 타이머(8)의 작동을 시작하게 된다(S12).

뿐만 아니라, 순환펌프(10)의 작동도 정지시키고 누적소화 타이머(6)를 통해 소화시간을 계속해서 누적 계산(S13)한 다음, 누적소화 타이머(6)에 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)보다 더 크거나 같은지를 판단하게 된다(S14).

상기 단계(S14)에서 판단한 결과 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)보다 적으면, 순환펌프(10)의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머(6)를 통해 소화시간을 누적 계산하는 이전단계(S13)로 되돌아간다.

그러나, 누적소화 타이머(6)에 누적된 소화시간이 제 1 소화시간(Dt1)보다 크거나 같거나, 또는 상기 단계(S7)에서 누적연소 타이머(5)에 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 큰지를 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소 타이머(7)에 의해 설정된 연소시간(Ct)이 더 작거나 같으면 누적연소 타이머(5)와 누적소화 타이머(6)를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간(Ct)과 제 1 소화시간(Dt1)을 설정하는 단계(S2)로 되돌아가 그 이후의 과정을 반복 수행하게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 연소 타이머(7)에 의해 설정되는 연소시간(Ct)은 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)보다 길고, 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)은 제 2 소화 타이머(9)에 의해 설정된 제 2 소화시간(Dt2))보다 길게 설정하였는데, 상기 연소 타이머(7)에 의해 설정되는 연소시간(Ct)은 10∼30분으로 설정하였고, 제 1 소화 타이머(8)에 의해 설정된 제 1 소화시간(Dt1)은 8∼20분으로 설정하였으며, 제 2 소화 타이머(9)에 의해 설정된 제 2 소화시간(Dt2)은 1∼2분으로 설정하였다.

또한, 상기 각 단계(S2∼S14)의 수행 중 사용자에 의해 난방이 "오프"되면 해당 단계의 기능을 즉시 중지하고 최초 난방 "온" 상태를 판단하는 단계(S1)로 되돌아가도록 하였다.

다시 말해서 본 발명에서는 각방제어 시스템이 적용된 보일러가 난방모드로 작동 중 지정된 연소시간(Ct; 예를 들어 10∼30분) 동안 연속해서 연소가 이루어지지 못하고 해당 보일러의 용량에 비해 난방부하가 적어 비교적 짧은 시간 내에 즈열교환기의 출탕온도(Tout)가 하이커 온도(H1 또는 H2)에 도달되어 조기에 소화되는 경우, 충분한 열량을 공급하지 못하고 소화했기 때문에 연소시간 및 소화시간을 계속해서 누적 계산하여 누적된 연소시간이 지정된 연소시간(Ct)보다 적을 경우 충분한 열량을 공급하기 위해 짧게 제 2 소화시간(Dt2; 예를 들어 1∼2분) 동안 소화한 후 재연소하되 상기 제 2 소화시간(Ct2) 동안에도 순환펌프(10)는 지속적으로 구동시켜 주열교환기에 잔존하는 고온의 난방수 방열을 이용하여 효율적으로 난방을 지속시킬 수 있도록 과정을 총 누적 연소시간이 정해진 연소시간과 크거나 같을 때까지 반복 실시할 수 있도록 한 것이다.

또한, 누적된 연소시간이 지정된 연소시간(Ct)보다 크거나 같을 경우 지정된 연소시간(Ct)보다는 작고 제 2 연소시간(Dt2)보다는 비교적 긴 시간을 갖는 제 1 소화시간(Dt1; 예를 들어 8∼20분) 동안 소화하고, 또 누적된 소화시간도 지정된 제 1 소화시간(Dt1)에 도달할 때까지 소화하되, 누적된 소화시간이 지정된 제 1 소화시간(Dt1)에 도달하면 연소를 재시작하는 동작을 반복함으로써 각방제어 시스템을 사용하거나 해당 보일러의 용량에 비해 비교적 난방부하가 작은 가옥 등에도 원하는 방에 충분한 난방 열량을 공급시켜 줄 수 있는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1 : 제어부 2 : 써미스터
3 : 연소부 4 : 난방 스위치
5 : 누적연소 타이머 6 : 누적소화 타이머
7 : 연소 타이머 8 : 제 1 소화 타이머
9 : 제 2 소화 타이머 10 : 순환펌프
11 : 설정온도 입력부 12 : 하이컷 온도 설정부
13 : 프레임 로드

Claims (5)

1. 제어부에서 난방모드가 "온"되는지 판단하는 단계와;
   난방모드가 "온"되면 누적연소 타이머와 누적소화 타이머를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간과 제 1 소화시간을 설정하는 단계와;
   정해진 시간을 갖는 연소 타이머의 작동을 시작하는 단계와;
   연소부를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프를 작동시키며 누적연소 타이머의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계와;
   연소부가 소화되었는지를 판단하여 소화상태가 아니면 상기 연소시간을 누적 계산하는 단계로 되돌아가는 단계와;
   상기에서 판단한 결과 연소부가 소화상태이면 그 원인이 하이컷 온도에 의한 소화인지를 판단하는 단계와;
   상기에서 판단한 결과 하이컷 온도에 의한 소화이면 누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단하는 단계와;
   상기에서 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 크면 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하며 연소부를 난방연소 모드로 작동하고 순환펌프를 작동시키며 누적연소 타이머의 작동을 통해 연소시간을 누적 계산하는 단계로 되돌아가는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 크므로 인해 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적 계산하기에 앞서,
   정해진 시간을 갖는 제 2 소화 타이머를 작동시키는 단계와;
   순환펌프의 작동상태를 유지시키는 단계와;
   제 2 소화 타이머에 의해 정해진 제 2 소화시간이 종료되었는지를 판단하여 종료되지 않았으면 순환펌프의 작동을 유지시키는 이전단계로 되돌아가고, 제 2 소화시간이 종료되었으면 상기 누적소화 타이머를 작동시켜 소화시간을 누적계산하는 단계 이후를 수행하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   소화가 하이컷 온도에 의해 이루어진 경우가 아니면,
   제 1 소화타이머의 작동을 시작하는 단계와;
   순환펌프의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머를 통해 소화시간을 누적 계산하는 단계와;
   누적소화 타이머에 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간보다 더 크거나 같은지를 판단하는 단계와;
   상기에서 판단한 결과 누적된 소화시간이 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간보다 적으면 순환펌프의 작동을 정지시키고 누적소화 타이머를 통해 소화시간을 누적 계산하는 이전단계로 되돌아가고, 누적소화 타이머에 누적된 소화시간이 제 1 소화시간보다 크거나 같거나, 또는 상기에서 누적연소 타이머에 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 큰지를 판단한 결과 누적된 연소시간보다 연소타이머에 의해 설정된 시간이 더 작거나 같으면 누적연소 타이머와 누적소화 타이머를 클리어시키고 정해진 시간을 각각 갖는 연소시간과 제 1 소화시간을 설정하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연소 타이머에 의해 설정되는 연소시간은 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간보다 길고, 제 1 소화 타이머에 의해 설정된 제 1 소화시간은 제 2 소화 타이머에 의해 설정된 제 2 소화시간보다 길게 설정한 것을 특징으로 한보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 각 단계의 수행 중 사용자에 의해 난방이 "오프"되면 해당 단계의 기능을 중지하고 최초 난방 "온" 상태를 판단하는 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방운전 중 조기 소화시 제어방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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