KR101592264B1 - 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘덴싱 보일러의 응축수 배출호스의 막힘시 또는, 응축수 배출호스의 동결 예상시에 비 응축 운전을 통하여 에러 발생을 억제할 수 있도록 발명된 것이다.
본 발명의 방법은, (a) 보일러의 가동 중 응축수위 검지센서에서 응축수위를 확인하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 확인 결과 응축수위가 검지되면, 제어부가 비응축 운전 상태로 판단하여 난방수 공급라인과 환수라인 사이를 연결하는 바이패스의 밸브를 열어 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 최소화하여 잠열부의 온도를 소정의 온도 이상으로 상승시키는 단계;
(c) 비응축 운전 상태임을 사용자에게 알려주기 위한 알람작동 단계; 및
(d) 비응축 운전 상태를 유지함에 따라 응축수위가 낮아지면, 상기 제어부가 응축 운전단계로 판단하여 바이패스 밸브를 닫아 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 정상으로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법{Driving method a non-condensing of a boiler condensing}

본 발명은 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘덴싱 보일러의 응축수 배출호스의 막힘시 또는, 응축수 배출호스의 동결 예상시에 비 응축 운전을 통하여 에러 발생을 억제할 수 있도록 발명된 것이다.

최근 전 세계적인 CO2 배출량 절감을 위하여 에너지 소비기구의 고효율화가 추진, 정착화 되고 있고, 이를 통하여 에너지 사용 효율 극대화된 제품이 정부의 규제에 의하여 점차 시장을 확대해 나가고 있다. 이러한 추세에 발맞추어 국내의 가정용 보일러 부문에서도 고효율적인 콘덴싱 보일러가 시장점유율을 점차 확대하여, 비응축형 보일러는 점차 시장에서 밀려나는 현상을 보이고 있다.

일반적으로 비응축형 보일러는 응축잠열을 회수 하지 않기 때문에 응축수의 발생이 없고, 상대적으로 콘덴싱 보일러에 비하여 열효율이 낮다. 그러나 콘덴싱 보일러의 적극적인 보급 정책에도 불구하고 시장에서 응축수 배출에 관한 문제 즉, 기존 건축물의 경우 응축수 배출관로의 미 존재, 또는 배출 거리가 멀어 긴 배출호수 설치, 배출호스의 동결, 막힘 등에 의하여 실질적인 보급에는 적지 않음 어려움을 겪고 있다.

대한민국 등록특허 등록번호 10-0653821호(2006년11월28일 등록) 대한민국 등록특허 10-1080524호(2011년10월31일 등록)

일반적으로 콘덴싱 보일러는 고효율 보일러로 알려져 있다.

이는 가스의 연소시 발생되는 현열과 연소가스중의 수분을 응축시켜 발생되는 잠열을 동시에 흡수하여 고효율 보일러가 되는 것이다.

따라서, 콘덴싱 보일러는 잠열 흡수시 발생하는 응축수를 반드시 배출하여야 한다.

그러나 응축수 배출호스는 동결 또는 외부 하중에 의한 찌그러짐 등에 의하여 막힘이 종종 발생한다.

이러한 경우 열교환기 내부까지 응축수가 올라오면 보일러를 정지하고 에러를 표시하거나 비정상적인 운전상태를 유지하는 경우도 있다.

동결에 의한 막힘 대응 방안으로 응축수 배출 호스에 시공시 동파방지용 히터를 하수관과 응축수 배출호수의 연결부분까지의 시공를 권장한다.

그러나 이러한 방법은 외부 노출된 히터선의 파손시 감전의 위험이 존재하며, 하수관 연결부의 경우 항상 습도가 높아 누전의 발생 가능성이 높아지는 등의 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응축수 배출 호스의 막힘시에도 정상운전이 가능하도록 한 콘덴싱 보일러를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 응축수 배출호수에 동파 방지 시공이 불필요한 콘덴싱 보일러를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 응축수 배출이 불가능한 설치장소의 경우 응축수 생성을 억제할 수 있는 콘덴싱 보일러를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전 방법은,

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

(a) 보일러의 가동 중 응축수위 검지센서에서 응축수위를 확인하는 단계;

(b) 상기 (a)단계의 확인 결과 응축수위가 검지되면, 제어부가 비응축 운전 상태로 판단하여 난방수 공급라인과 환수라인 사이를 연결하는 바이패스의 밸브를 열어 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 최소화하여 잠열부의 온도를 소정의 온도 이상으로 상승시키는 단계;

(c) 비응축 운전 상태임을 사용자에게 알려주기 위한 알람작동 단계; 및

(d) 비응축 운전 상태를 유지함에 따라 응축수위가 낮아지면, 제어부가 응축 운전단계로 판단하여 바이패스 밸브를 닫아 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 정상으로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 비 응축 운전상태에서는 잠열부 온도를 55도 이상으로 상승시키는 것이다.

또, 상기 제어부가 잠열부의 온도가 설정 온도 이상 과열됨이 판단되면, 바이패스관(2)의 밸브(1)를 닫아 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량 축소를 일시적으로 해제하여 잠열부가 과열되지 않도록 제어하게 된다.

그리고, 잠열부의 온도를 55도 이상을 유지하도록 별도의 전열히터(도시는 생략함)를 잠열부 주위에 설치하여 비 응축 운전시에만 상기 전열히터가 제어부에 의해 작동되도록 제어할 수도 있다.

또, 비 응축 운전 상태에는 난방수 공급온도를 상향으로 자동 조절하게 된다.

본 발명에 따르면, 응축수 배출호스가 갑자기 막히거나, 동결되더라도 보일러의 운전이 정지되지 않으므로 난방은 물론이고 난방수의 사용이 가능해지게 된다.

또, 발생되는 응축수를 줄이기 위한 별도의 히터 등의 설치로 인한 설치공사비를 절감할 수 있고, 히터의 설치에 따른 소손으로 인한 감전이나 화재의 위험을 미연에 예방할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 콘덴싱 보일러의 장치도.
도 2는 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 장치도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법을 보인 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 장치도이고, 도 3은 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법의 순서도이다.

먼저, 본 발명이 적용된 콘덴싱 보일러는 도 2에 도시된 바와 같이 가스의 공급으로 연소실에서 버너(12)의 가동에 따른 가스 연소열에 의해 현열부를 통과하는 난방수를 가열함에 따라 난방수를 실내로 공급하게 된다.

난방 환수관(10)에는 강제 순환을 위해 순환펌프(3)가 구비되며, 잠열부와 현열부 사이에는 응축수팬(4)이 설치되어 잠열부에서 주로 발생되는 응축수를 수집한 후 U트랩(5)을 거쳐 배출시키게 된다.

여기서, 현열부는 버너(12)의 연소열을 의해 직접적으로 난방수를 가열하는 부위이고, 잠열부는 버너(12)의 배기가스의 잠열을 이용하여 회수된 난방수를 재차 가열하는 부위이다.

본 발명은 통상적인 콘덴싱 보일러에서와 같이 연소실에서 점화가 정상적으로 이루어졌는지 및 온수의 흐름을 전기적인 신호로 검출하고, 온수/난방을 위해 각종 키 신호를 입력시킬 수 있도록 하는 키 입력부, 각부의 구동에 필요한 전원전압을 공급해 주는 전원부, 및 소정의 제어프로그램을 수행하며 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부를 구비하고 있다.

한편, 본 발명은 도 2에서와 같이 현열부의 열교환기로 환수된 난방수를 강제 공급시키기 위해 난방환수관(10)에 설치된 순환펌프(3)의 전방에 난방 환수관(10)과 난방 공급관(11) 사이를 연결하도록 바이패스관(2)을 설치하고, 이 바이패스관(2)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(1)를 설치하게 된다.

그리고, 응축수 배출관(13)에는 U트랩(5)에 모여지는 응축수의 수위를 감지하기 위한 응축수위 감지센서(6)를 설치한다.

본 발명은 응축수 배출이 불가하다는 판단이 이루어질 경우 잠열부의 온도를 노점온도 이상으로 상승시켜 배기가스중에 포함된 수증기의 응축이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 응축수 배출이 불가하다는 판단을 위하여 U트랩(5) 상부에 응축수 레벨를 검지할 수 있는 응축수위 검지센서(6)를 구비하여, 상기 응축수위 감지센서(6)가 일정수위의 이상의 응축수를 검지하면 제어부에 의해 일시적으로 비응축 운전을 실시하게 된다.

여기서, 비응축 운전은 잠열을 흡수하는 잠열부의 온도를 상승시키기 위하여 난방 환수관(10)과 난방 공급관(11) 사이를 연결하고 있는 바이패스관(2)의 밸브(1)를 열어 환수되는 난방수 중 많은 양의 난방수가 난방 공급관(11)으로 바이패스되도록 하고, 소량의 난방수만이 잠열부로 환수되도록 하는 것이다.

따라서, 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량이 최소화되므로 잠열부의 온도가 점차 상승하게 된다.

이렇게 함으로써 배기가스 온도가 점차 상승하여 55도 이상을 유지하도록 하여 연소 가스중에 포함된 수분이 응축되지 않도록 함으로서 비응축 운전이 가능하게 된다.

또 일정온도 이상, 즉 예로서 배기가스의 온도가 85도 이상이 되면 제어부에 의해 밸브(1)를 닫아 잠열부로 난방수가 정상적으로 환수되도록 하므로써, 잠열부가 일시적으로 과열되지 않도록 제어를 실시한다.

그리고, 잠열부의 온도를 55도 이상을 유지하도록 별도의 전열히터를 잠열부 주위에 설치하여 비 응축 운전시에만 상기 전열히터가 제어부에 의해 작동되도록 제어할 수도 있다.

한편, 비응축 운전시에는 열효율이 약 5~10% 낮아지게 된다.

따라서, 이를 사용자에게 비응축 운전 상태임을 알릴 수 있는 알림기능을 추가하여 응축수 배출이 원활하지 않음을 인지하도록 하며 필요시 점검이 되도록 한다.

열교환기의 출구 온도를 일정하게 제어하는 보일러의 경우 비 응축 운전시에 난방수의 환수온도가 상승하면, 공급열량 전체가 낮아지는 현상이 발생한다.

그 결과로 난방부족 현상이 나타나므로 이를 해소하기 위하여 열교환기의 출구 설정온도를 일부 상향될 수 있도록 자동 제어하는 것도 필요하다.

한편, 비응축 운전 상태를 유지함에 따라 응축수위가 낮아져, 응축수위 감지센서(6)가 응축수를 감지하지 못하면 제어부가 밸브(1)를 닫아 비응축 운전을 중단함에 따라 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 정상으로 복귀시키게 되므로 응축 운전상태로 콘덴싱 보일러를 가동할 수 있게 되는 것이다.

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 콘덴싱 보일러에 적용된다. 특히, 응축수 배출호스의 막힘시 또는, 응축수 배출호스의 동결 예상시에 비 응축 운전을 통하여 에러 발생을 억제할 수 있는 비 응축 운전방법에 적용된다.

1 : 밸브
2 : 바이패스관
3 : 순환펌프
4 : 응축수팬
5 : U트랩
6 : 응축수위 검지센서
10 : 난방 환수관
11 : 난방 공급관
12 : 버너
13 : 응축수관

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. (a) 보일러의 가동 중 응축수위 검지센서에서 응축수위를 확인하는 단계;
   (b) 상기 (a)단계의 확인 결과 응축수위가 검지되면, 제어부가 비응축 운전 상태로 판단하여 난방수 공급라인과 환수라인 사이를 연결하는 바이패스의 밸브를 열어 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 최소화하여 잠열부의 온도를 소정의 온도 이상으로 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.
   
4. 청구항 3에 있어서, (c) 상기 비 응축 운전 상태임을 사용자에게 알려주기 위한 알람작동 단계를 포함하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.
   
5. 청구항 3에 있어서, (d) 상기 비응축 운전 상태를 유지함에 따라 응축수위가 낮아지면, 상기 제어부가 응축 운전단계로 판단하여 바이패스 밸브를 닫아 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량을 정상으로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.
   
6. 청구항 3에 있어서, 상기 비 응축 운전상태에서는 잠열부 온도를 55도 이상으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.
   
7. 청구항 3에 있어서, 상기 제어부에 의해 잠열부의 온도가 설정 온도 이상 과열됨이 판단되면, 바이패스의 밸브를 닫아 잠열부로 환수되는 난방수의 환수량 축소를 일시적으로 해제하여 잠열부가 과열되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.
   
8. 청구항 3에 있어서, 상기 잠열부의 온도를 55도 이상을 유지하도록 별도의 전열히터를 잠열부 주위에 설치하여 비 응축 운전시에만 상기 전열히터가 제어부에 의해 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.
   
9. 청구항 3에 있어서, 비 응축 운전 상태에는 난방수 공급온도를 상향으로 조절하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 비 응축 운전방법.

Images