KR101398177B1

KR101398177B1 - 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법

Info

Publication number: KR101398177B1
Application number: KR1020120103871A
Authority: KR
Inventors: 정대현; 이우진; 박건태
Original assignee: 롯데알미늄 주식회사
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-05-20
Also published as: KR20140037564A

Abstract

가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법에 관한 것으로, 가스 연소를 연소시켜 물을 가열하는 연소부(11), 상기 연소부(11)에 각각 물과 공기를 공급하는 물공급부(15)와 공기공급부(16), 상기 공기공급부(16)로 흡입되는 공기의 음압과 상기 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍압센서(19) 및 상기 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호에 기초해서 배기저항으로 인한 배기폐쇄 조건 및 동파 발생 여부를 검사하여 상기 물공급부(15), 공기공급부(16) 및 연소부(11)의 동작을 제어하는 제어부(17)를 포함하는 구성을 마련하여, 공기공급부의 팬에 공급되는 공기의 음압과 연소부 내부에서 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍량센서의 감지신호에 기초해서 가스보일러의 운전을 제어할 수 있다.

Description

가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법{GAS BOILER AND DRIVE CONTROL METHOD WITH AIR PRESSURE SENSER THEREOF}

본 발명은 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍압센서를 이용해서 가스보일러에 유입되는 공기 압력을 측정하여 가스보일러의 운전을 제어하는 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법에 관한 것이다.

가스보일러는 가스 버너를 이용해서 가스 연료를 연소시켜 난방시설 등에 온수를 공급하는 장치이다.

최근에는 최소한의 연료 소모로 열효율을 극대화할 수 있도록 현열 열교환부와 잠열 열교환부로 구성된 열교환기를 구비한 콘덴싱 방식의 가스보일러가 대중화되고 있다.

여러 형태의 보일러 중에서 특히 콘덴싱 방식의 열교환기는 열교환 시 온도 변화에 따른 응축수를 발생시킨다.

상기 응축수는 산성도가 높아 배수하는 과정에서 다른 부품과 닿을 경우 부식이 발생하고, 그대로 배출시에는 환경오염을 일으키는 원인이 된다.

이에 따라, 종래기술에 따른 가스보일러는 물탱크에서 오버플로우된 물이 응축수와 같이 희석된 후 배수될 수 있도록 열교환기 및 물탱크와 연결되는 워터트랩을 설치해서 워터트랩을 거쳐 응축수를 배수한다.

워터트랩은 응축수 중에 혼입된 연소가스를 걸러내서 응축수의 산성도를 낮춤으로써, 가스보일러 내부에 마련된 각 부품의 부식 및 환경오염을 방지한다.

하지만, 종래기술에 따른 가스보일러는 연소부에서 연소가스를 배출하도록 열교환기와 연결되어 외부로 설치된 연통을 통해서 대기압의 변화로 인해 바람이 연통을 거쳐 연소실에 역으로 유입됨에 따라 그 유입된 역풍에 의해 연소부에서 연소 상태가 불량해지거나 연소가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또 종래기술에 따른 가스보일러는 연소가 정상적으로 이루어지지 않은 상태를 감지하는 기능이 없기 때문에, 지속적으로 공급되는 연료에 의해 재점화시나 연료가 누출되어 상당히 위험한 상태가 초래되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0028586호(2006년 3월 30일 공개, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 보일러의 역풍 감지방법 및 그 역풍 감지장치를 개시하여 출원한 바 있다.

특허문헌 1에는 보일러의 연소 중 보일러 내로 역풍이 유입되는 것을 감지하는 역풍 감지단계, 감지된 역풍의 세기를 측정하는 역풍 세기 측정단계, 측정된 역풍 세기의 측정값과 연소가 이루어지지 않을 정도의 역풍의 세기가 설정된 설정값과 컨트롤부에서 비교하여 그 설정값과 같거나 높을 경우 연소를 중지시키는 연소 차단단계를 포함한다.

이러한 특허문헌 1은 보일러의 연소시 외부로부터 유입되는 역풍에 의해 연소가 이루어지지 않을 때, 그 유입된 역풍의 세기에 따라 보일러의 운전을 정지 또는 실행시킴으로써, 연소가 이루어지지 않는 상태에서도 공급되는 연료에 의한 위험성을 해소하여 보일러의 안전한 운전이 이루어질 수 있다.

한편, 종래기술에 따른 가스보일러는 송풍기 내의 송풍통로 상에 단면적 변화를 통해 차압을 형성하는 벤투리관을 설치하고, 벤투리관에 풍압센서를 연결해서 벤투리관에서 형성되는 차압을 이용하여 공기압력을 측정한다.

이와 같이, 가스보일러의 송풍기 내에 풍압센서를 설치하여 공연비를 제어하는 기술의 일 예가 대한민국 특허 등록번호 제10-0599170호(2006년 7월 12일 공고, 이하 '특허문헌 2'라 함) 등에 개시되어 있다.

하지만, 특허문헌 2를 포함하는 종래기술에 따른 가스보일러는 벤투리관을 송풍기 내부에 설치하고, 풍압센서를 이용해서 벤투리관의 양압 및 음압을 검지해서 그 차압을 검지함에 따라, 감지되는 음압의 절대값이 작아진다.

이로 인해, 종래기술에 따른 가스보일러는 풍압센서를 이용하더라도 가스보일러의 공연비를 정밀하게 제어하는데 한계가 있었다.

한편, 종래기술에 따른 가스보일러는 동절기에 동파로 인해 열교환기 및 물탱크와 연결되는 워터트랩에서 응축수를 정상적으로 배출하지 못함에 따라, 응축수가 얼어서 응축 라인이 막히는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0028586호(2006년 3월 30일 공개) 대한민국 특허 등록번호 제10-0599170호(2006년 7월 12일 공고)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 송풍기에서 공급되는 공기의 압력과 연소부 내부의 압력 사이의 차압을 감지하는 풍력센서를 이용해서 가스보일러의 운전을 제어하는 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 풍압센서에서 감지되는 음압의 절대값을 큰 값으로 얻어 가스보일러의 운전을 정밀하게 제어할 수 있는 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 따른 목적은 역풍 등의 배기폐쇄 조건이 발생하는 경우, 가스보일러의 운전을 중지하도록 제어하여 가스보일러에 마련되는 각 장치의 고장 및 손상을 방지할 수 있는 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 워터트랩에서 응축수의 동결로 인한 응축라인의 막힘 여부를 검사하여 가스보일러의 운전을 제어하는 가스보일러 및 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 가스 연소를 연소시켜 물을 가열하는 연소부, 상기 연소부에 각각 물과 공기를 공급하는 물공급부와 공기공급부, 상기 공기공급부로 흡입되는 공기의 음압과 상기 연소부 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍압센서 및 상기 풍압센서에서 출력되는 감지신호에 기초해서 배기저항으로 인한 배기폐쇄 조건 및 동파 발생 여부를 검사하여 상기 물공급부, 공기공급부 및 연소부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명은 내부에 일정량의 물을 저장하고 난방수배관에 물이 부족한 경우 저장된 물을 제공하여 보충하는 물탱크를 더 포함하고, 상기 풍압센서의 일측에는 상기 공기공급부에 마련되는 팬에 공기가 흡입되는 급기측에 연결되는 제1 연결호스 및 상기 물탱크의 일측 상부에 연결되어 상기 물탱크와 워터트랩을 경유해서 상기 연소부 내부의 압력에 의해 형성되는 양압을 전달하는 제2 연결호스가 각각 연결되고, 상기 풍압센서는 감지된 차압에 따른 전압값을 감지신호로 출력할 수 있다.

상기 풍압센서는 상기 워터트랩으로부터 물탱크의 수직방향으로 원거리에 위치되도록 상기 물탱크의 상부에 설치될 수 있다.

본 발명은 상기 연소부에 가스를 공급하는 가스 공급관을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 감지신호의 전압값이 현재 운전상태의 입열량 대비 배기폐쇄 조건을 판단하기 위해 미리 설정된 한계상태곡선의 값보다 작은 경우, 상기 연소부, 물공급부 및 공기공급부의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 상기 가스 공급관에 설치된 가스밸브의 동작을 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 감지신호의 전압값이 현재 운전상태의 입열량 대비 동파 발생 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 동파상태곡선의 값보다 큰 경우, 상기 연소부, 물공급부 및 공기공급부의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 가스밸브의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 가스보일러의 운전시 풍압센서를 이용해서 공기공급부에 공급되는 공기의 음압과 연소부 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 단계, (b) 상기 (a)단계에서 풍압센서로부터 출력되는 감지신호의 전압값과 현재 운전상태의 입열량 대비 배기폐쇄 조건을 판단하도록 미리 설정된 한계상태곡선(L)의 값을 비교하는 단계, (c) 상기 (b)단계의 검사결과 상기 감지신호의 전압값이 한계상태곡선의 값보다 작으면, 배기폐쇄 조건 발생으로 판단하여 상기 연소부 및 연소부에 각각 물과 공기를 공급하는 물공급부 및 공기공급부의 구동을 중지하도록 제어하는 단계 및 (d) 상기 (b)단계의 검사결과 상기 감지신호의 전압값이 한계상태곡선(L)의 값 이상이면, 가스보일러의 정상 운전 상태로 판단하여 상기 연소부, 물공급부 및 공기공급부를 지속적으로 구동하는 단계를 포함한다.

상기 (a)단계에서 상기 풍압센서는 감지되는 음압의 절대값이 커지도록 상기 공기공급부에 마련되는 팬에 공기가 흡입되는 급기측에 연결되는 제1 연결호스를 통해 전달되는 음압을 감지할 수 있다.

상기 (a)단계에서 상기 풍압센서는 동절기에 동파로 인해 미배출된 응축수에 의한 응축라인의 막힘 여부를 검사하도록 상기 물탱크의 상부에 설치되고, 물탱크의 상부에 연결된 제2 연결호스를 이용해서 상기 연소부 내부에서 형성되는 양압을 감지할 수 있다.

본 발명은 (e) 상기 (a)단계에서 풍압센서로부터 출력되는 감지신호의 전압값과 현재 운전상태의 입열량 대비 동파 발생 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 동파상태곡선(H)의 값을 비교하는 단계 및 (f) 상기 (e)단계의 비교결과, 풍압센서에서 출력되는 감지신호의 전압값이 동파상태곡선(H)의 값보다 큰 경우, 상기 연소부, 물공급부 및 공기공급부의 구동을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 (c)단계와 (f)단계는 상기 연소부에 공급되는 가스 연료를 차단하도록 가스 공급관에 설치된 가스밸브를 동작시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 공기공급부의 팬에 공급되는 공기의 음압과 연소부 내부에서 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍량센서의 감지신호에 기초해서 가스보일러의 운전을 제어할 수 있다.

즉, 본 발명은 풍압센서에서 감지되는 차압의 범위를 크게 하여 가스보일러에 구비되는 연소부, 공기공급부 및 물공급부의 동작을 제어함으로써, 공연비를 정밀하게 제어하여 가스보일러의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 역풍 등의 요인에 의해 발생하는 배기저항으로 인한 불완전 연소를 방지하여 배기가스에서 인체에 유해한 일산화탄소 발생량을 저감함으로써 환경오염을 방지하는 효과를 가진다.

그리고 본 발명은 물탱크의 상부에 설치된 풍압센서를 이용해서 제2 연결호스를 통해 연소부 내부에서 형성되는 양압을 감지함에 따라, 동절기에 동파로 인해 미배출된 응축수에 의한 응축라인의 막힘 여부를 정확하게 검사할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 응축라인의 막힘이나 응축수 누설로 인한 가스보일러 내부에 마련된 각 부품의 부식 및 고장을 방지할 수 있다.

이와 함께, 본 발명은 풍압센서를 워터트랩으로부터 물탱크의 수직방향으로 원거리에 위치되도록 물탱크 상부에 설치하여 워터트랩에서 풍압센서까지 연결된 제2 연결호스의 내부에 응축 결로 현상이 발생하는 것을 방지함으로써 풍압센서의 오작동을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 블록 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 본체에 풍압센서가 설치된 상태를 보인 사시도,
도 3은 입열량 대비 풍압센서에서 출력되는 감지신호의 전압값을 보인 그래프,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러 및 그의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본체에 풍압센서가 설치된 상태를 보인 사시도이며, 도 3은 입열량 대비 풍압센서에서 출력되는 감지신호의 전압값을 보인 그래프이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 연소를 연소시켜 물을 가열하는 연소부(11), 연소부(11)에 각각 물과 공기를 공급하는 물공급부(15)와 공기공급부(16), 공기공급부(16)로 흡입되는 공기의 음압과 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍압센서(19) 및 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값에 기초해서 배기폐쇄 조건 및 동파 발생 여부를 검사하여 물공급부(15), 공기공급부(16) 및 연소부(11)의 동작을 제어하는 제어부(17)를 포함한다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러(10)는 내부에 일정량의 물을 저장하고 난방수배관에 물이 부족한 경우 저장된 물을 제공하여 보충하는 물탱크(12), 물탱크(12)에 저장된 물의 수위 및 연소부(11)에 연결된 배관의 온도를 감지하는 감지부(13), 물탱크(12)에 저장된 물을 온수배관 또는 난방수배관에 선택적으로 공급하는 삼방변(14) 및 외부의 전원을 공급받아 각 장치에 공급하는 전원공급부(18)를 더 포함할 수 있다.

연소부(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 연료를 연소시켜 고온의 열을 발생하는 버너(21), 버너(21)에서 발생한 열을 이용해 물을 가열하는 1차 열교환기(22) 및 연소가스의 폐열을 회수하여 물을 가열하는 2차 열교환기(23)를 포함한다.

여기서, 버너(21)에 가스 연료를 공급하는 가스 공급관(24)에는 제어부(17)의 제어신호에 따라 개폐동작하여 가스 공급관(24)을 선택적으로 개폐하는 가스밸브가 설치될 수 있다.

2차 열교환기(23)와 물탱크(12) 사이에는 2차 열교환기(23)에서 배출되는 응축수 중에 혼입된 연소가스를 걸러내는 워터트랩(20)이 설치될 수 있다.

감지부(13)는 연소부(11)와 물탱크(12) 사이의 배관에 설치되어 상기 배관의 온도를 감지하는 온도감지부와 물탱크(12) 내부에 설치되어 물탱크(12)에 저장된 물의 수위를 감지하는 수위감지부를 포함할 수 있다.

삼방변(14)은 일측이 물탱크(12)와 연결되어 물탱크(12)에 저장된 물을 공급받고, 제어부(17)의 제어신호에 따라 다른 일측에 각각 연결된 온수배관과 난방수배관에 선택적으로 공급한다.

물공급부(15)는 직수배관을 통해 공급되는 직수를 연소부(11)로 전달하도록 펌핑 동작하는 펌프를 포함할 수 있다.

공기공급부(16)는 급기구와 연결되어 외부의 공기를 흡입해서 연소부(11)로 공급하는 팬(25)을 포함할 수 있다.

미설명 부호 26은 연소부(11)에서 열교환이 완료된 배기가스를 외부로 배출하는 배기구이다.

풍압센서(19)는 급기구를 통해 팬(25)으로 공급되는 공기의 음압과 연소부(11) 내부에서 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하고, 감지된 차압에 따른 전압값을 감지신호로 출력한다.

상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 풍압센서(19)는 워터트랩(20)으로부터 물탱크(12)의 수직방향으로 원거리에 위치되도록 물탱크(12) 상부에 설치된다.

그리고 풍압센서(19)의 일측에는 공기공급부(16)의 팬(25)에 공기가 흡입되는 급기측에 연결되는 제1 연결호스(27) 및 물탱크(12)의 일측 상부에 연결되어 물탱크(12)와 워터트랩(20)을 경유해서 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압을 전달하는 제2 연결호스(28)가 각각 연결된다.

여기서, 제2 연결호스(28)와 제1 연결호스(27)는 상하로 나란하게 배치되어 풍압센서(19)에 연결된다.

이에 따라, 풍압센서(19) 내부에 설치되는 프레임 로드(도면 미도시)는 풍압센서(19)의 일측 상부에 연결된 제2 연결호스(28)를 통해 양압이 전달되고, 제2 연결호스(28)보다 하부에서 풍압센서(19)에 연결된 제1 연결호스(27)를 통해 음압이 전달됨에 따라, 평상시에는 일정 거리만큼 하방으로 이동된 상태를 유지하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 풍압센서를 이용해서 제1 연결호스를 통해 팬으로 공급되는 공기의 음압을 감지함에 따라 절대값이 큰 음압을 안정적으로 감지할 수 있다.

이와 같이 설치되는 풍압센서(19)는 가스보일러의 가동 중에 역풍 등의 요인에 의해서 배기저항이 증가하여 미리 설정된 배기 폐쇄 조건이 되는가를 감지하는 역할을 한다.

즉, 배기폐쇄 조건이 발생하면, 배기구(26) 측에 배기저항이 증가하게 되고, 정상상태와 비교하여 음압이 현저히 작아진다.

그래서 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값도 작아지게 된다.

반면, 동절기에 동파로 인해 응축수가 배출되지 못하고 응축라인을 막게 되면, 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값은 커지게 된다.

이에 따라, 제어부(17)는 풍압센서(19)에서 감지된 감지신호의 전압값에 따라 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 동작을 제어한다.

예를 들어, 제어부(17)는 도 3에 도시된 바와 같이, 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값이 현재 운전상태의 입열량 대비 배기폐쇄 조건을 판단하기 위해 미리 설정된 한계상태곡선(L)의 값보다 작은 경우, 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 가스 공급관(24)에 설치된 가스밸브의 동작을 제어한다.

또 제어부(17)는 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값이 현재 운전상태의 입열량 대비 동파 발생 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 동파상태곡선(H)의 값보다 큰 경우, 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 가스밸브의 동작을 제어한다.

이와 같이, 본 발명은 풍압센서에서 감지되는 차압의 범위를 크게 하여 가스보일러에 구비되는 연소부, 공기공급부 및 물공급부의 동작을 제어함으로써, 공연비를 정밀하게 제어하여 가스보일러의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 역풍 등의 요인에 의해 발생하는 배기저항으로 인한 불완전 연소를 방지하여 배기가스에서 인체에 유해한 일산화탄소 발생량을 저감함으로써 환경오염을 방지할 수 있다.

다음, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

도 4에서 가스보일러(10)에 전원이 공급되면(S10), 제어부(17)는 가스보일러(10) 내부에 마련된 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)를 구동하도록 제어해서 가스보일러(10)의 운전을 시작한다(S11).

가스보일러(10)의 운전이 시작되면, 풍압센서(19)는 제1 연결호스(27)를 통해 전달되는 공기공급부(16)에 공급되는 공기의 음압과 제2 연결호스(28)를 통해 전달되는 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하고, 감지된 차압에 전압값을 감지신호로 출력한다(S12).

이때, 제1 연결호스(27)는 공기공급부(16)의 팬(25)에 공기가 흡입되는 급기측에 연결되어 공기공급부(16)에 공급되는 공기의 음압을 풍압센서(19)로 전달한다.

그리고 제2 연결호스(28)는 물탱크(12)의 일측 상부에 연결되어 물탱크(12)와 워터트랩(20)을 경유해서 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압을 풍압센서(19)로 전달한다.

그러면, 제어부(17)는 풍압센서(19)에서 감지된 감지신호의 전압값에 따라 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 동작을 제어한다.

즉, S13단계에서 제어부(17)는 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값과 현재 운전상태의 입열량 대비 배기폐쇄 조건을 판단하기 위해 미리 설정된 한계상태곡선(L)의 값을 비교한다.

S13단계의 비교결과, 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값이 한계상태곡선(L)의 값보다 작은 경우, 제어부(17)는 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 가스 공급관(24)에 설치된 가스밸브의 동작을 제어한다(S14).

반면, 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값이 한계상태곡선(L)의 값 이상이면, S15단계에서 제어부(17)는 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값과 현재 운전상태의 입열량 대비 동파 발생 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 동파상태곡선(H)의 값을 비교한다.

S15단계의 비교결과, 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값이 동파상태곡선(H)의 값보다 큰 경우, S14단계로 진행해서 제어부(17)는 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 가스밸브의 동작을 제어한다.

반면, S15단계의 비교결과, 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호의 전압값이 동파상태곡선(H)의 값 이하이면, 제어부(17)는 가스보일러(10)가 정상 상태인 것으로 판단하여 S16단계에서 운전중지명령이 입력될 때까지 S12단계 내지 S16단계를 반복적으로 수행하도록 제어한다.

만약, S16단계에서 운전중지명령이 입력되면, 제어부(17)는 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고, 가스보일러(10)의 운전을 종료하도록 제어한다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 공기공급부의 팬에 공급되는 공기의 음압과 연소부 내부에서 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍량센서의 감지신호에 기초해서 가스보일러의 운전을 제어할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 공기공급부의 팬에 공급되는 공기의 음압과 연소부 내부에서 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍량센서의 감지신호에 기초해서 가스보일러의 운전을 제어하는 기술에 적용된다.

10: 가스보일러 11: 연소부
12: 물탱크 13: 감지부
14: 삼방변 15: 물공급부
16: 공기공급부 17: 제어부
18: 전원공급부 19: 풍압센서
20: 워터트랩 21: 버너
22: 1차 열교환기 23: 2차 열교환기
24: 가스 공급관 25: 팬
26: 배기구 27: 제1 연결호스
28: 제2 연결호스

Claims

가스 연소를 연소시켜 물을 가열하는 연소부(11),
상기 연소부(11)에 각각 물과 공기를 공급하는 물공급부(15)와 공기공급부(16),
상기 공기공급부(16)로 흡입되는 공기의 음압과 상기 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 풍압센서(19) 및
상기 풍압센서(19)에서 출력되는 감지신호에 기초해서 배기저항으로 인한 배기폐쇄 조건 및 동파 발생 여부를 검사하여 상기 물공급부(15), 공기공급부(16) 및 연소부(11)의 동작을 제어하는 제어부(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
제1항에 있어서,
내부에 일정량의 물을 저장하고 난방수배관에 물이 부족한 경우 저장된 물을 제공하여 보충하는 물탱크(12)를 더 포함하고,
상기 풍압센서(19)의 일측에는 상기 공기공급부(16)에 마련되는 팬(25)에 공기가 흡입되는 급기측에 연결되는 제1 연결호스(27) 및
상기 물탱크(12)의 일측 상부에 연결되어 상기 물탱크(12)와 워터트랩(20)을 경유해서 상기 연소부(11) 내부의 압력에 의해 형성되는 양압을 전달하는 제2 연결호스(28)가 각각 연결되고,
상기 풍압센서(19)는 감지된 차압에 따른 전압값을 감지신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
제2항에 있어서,
상기 풍압센서(19)는 상기 워터트랩(20)으로부터 물탱크(12)의 수직방향으로 원거리에 위치되도록 상기 물탱크(12)의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연소부(11)에 가스를 공급하는 가스 공급관(24)을 더 포함하고,
상기 제어부(17)는 상기 감지신호의 전압값이 현재 운전상태의 입열량 대비 배기폐쇄 조건을 판단하기 위해 미리 설정된 한계상태곡선(L)의 값보다 작은 경우, 상기 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 상기 가스 공급관(24)에 설치된 가스밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
제4항에 있어서,
상기 제어부(17)는 상기 감지신호의 전압값이 현재 운전상태의 입열량 대비 동파 발생 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 동파상태곡선(H)의 값보다 큰 경우, 상기 연소부(11), 물공급부(15) 및 공기공급부(16)의 구동을 중지하고 가스공급을 차단하도록 가스밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
(a) 가스보일러의 운전시 풍압센서를 이용해서 공기공급부에 공급되는 공기의 음압과 연소부 내부의 압력에 의해 형성되는 양압 사이의 차압을 감지하는 단계,
(b) 상기 (a)단계에서 풍압센서로부터 출력되는 감지신호의 전압값과 현재 운전상태의 입열량 대비 배기폐쇄 조건을 판단하도록 미리 설정된 한계상태곡선(L)의 값을 비교하는 단계,
(c) 상기 (b)단계의 검사결과 상기 감지신호의 전압값이 한계상태곡선의 값보다 작으면, 배기폐쇄 조건 발생으로 판단하여 상기 연소부 및 연소부에 각각 물과 공기를 공급하는 물공급부 및 공기공급부의 구동을 중지하도록 제어하는 단계 및
(d) 상기 (b)단계의 검사결과 상기 감지신호의 전압값이 한계상태곡선(L)의 값 이상이면, 가스보일러의 정상 운전 상태로 판단하여 상기 연소부, 물공급부 및 공기공급부를 지속적으로 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법.
제6항에 있어서,
상기 (a)단계에서 상기 풍압센서는 감지되는 음압의 절대값이 커지도록 상기 공기공급부에 마련되는 팬에 공기가 흡입되는 급기측에 연결되는 제1 연결호스를 통해 전달되는 음압을 감지하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법.
제7항에 있어서,
상기 (a)단계에서 상기 풍압센서는 동절기에 동파로 인해 미배출된 응축수에 의한 응축라인의 막힘 여부를 검사하도록 물탱크의 상부에 설치되고, 물탱크의 상부에 연결된 제2 연결호스를 이용해서 상기 연소부 내부에서 형성되는 양압을 감지하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
(e) 상기 (a)단계에서 풍압센서로부터 출력되는 감지신호의 전압값과 현재 운전상태의 입열량 대비 동파 발생 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 동파상태곡선(H)의 값을 비교하는 단계 및
(f) 상기 (e)단계의 비교결과, 풍압센서에서 출력되는 감지신호의 전압값이 동파상태곡선(H)의 값보다 큰 경우, 상기 연소부, 물공급부 및 공기공급부의 구동을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법.
제9항에 있어서,
상기 (c)단계와 (f)단계는 상기 연소부에 공급되는 가스 연료를 차단하도록 가스 공급관에 설치된 가스밸브를 동작시키는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 풍압센서를 이용한 운전제어방법.