KR101679680B1 - 보일러의 동결방지 운전제어방법 - Google Patents

보일러의 동결방지 운전제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보일러의 동결방지 운전제어방법에 관한 것으로, 보일러의 운전이 정지된 대기 상태에 있을 때 제어부에서 판단한 결과 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은 상태 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은 상태일 경우, 난방측 및 온수측의 동결 방지 운전을 실시한 후 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5) 후에 동결방지 운전의 재실시 또는 해제하고, 또한 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5) 중 열교환기의 출탕온도 검출장치가 동결방지 연소 온도인 제 3 출탕설정온도(A3℃)를 검지할 경우 동결 방지 대기를 종료하고 동결방지 운전 초기 단계로 이행하되, 난방측 동결방지 운전 중 동결방지 연소 조건 시 불필요한 동결방지 연소를 방지하기 위한 제 3 설정시간(T3)를 확인하고, 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)은 보일러 외부의 동결온도 검출장치 온도에 따라 변경할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
따라서, 보일러 또는 난방 배관의 동결 가능성이 있는지를 확인하고 동결의 가능성이 있는 경우에 대해서만 동결 운전을 실시할 수 있으므로 불필요한 에너지의 낭비를 방지(즉, 에너지를 크게 절약)할 수 있고, 특히 무리한 가동을 방지할 수 있어 제품 자체의 손상을 방지할 수 있으므로 보일러 자체의 상품성과 동결 방지 운전에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

보일러의 동결방지 운전제어방법{Freezing of the boiler control methods}
본 발명은 보일러의 동결방지 운전제어방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 온도가 저하가 되어 보일러의 동결을 방지하기 위해서 동결 운전을 실시함에 있어서 보일러 또는 난방 배관의 동결의 가능성이 있는지를 확인하고 동결의 가능성이 있는 경우에 대해서만 동결 운전을 실시하여 에너지를 절약하고 무리한 가동을 방지하여 제품 자체의 손상을 방지할 수 있도록 발명한 보일러의 동결방지 운전제어방법에 관한 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 삼방변을 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 삼방변에서 난방부하 측으로 연결되는 경로를 차단하고 급탕열교환기 측으로 연결되는 경로를 개방시켜 주열교환기에서 데워진 난방수를 급탕열교환기측으로 이송시킴으로써 상기 급탕열교환기에서 직수와 난방수 간에 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.
한편, 이와 같은 보일러에서는 본체 내부나 외부에 소정의 더미스터를 설치하거나, 열교환기와 난방배관 사이에 연결된 순환 파이프 내에 소정의 더미스터를 설치하고, 각각의 더미스터를 통해 파이프 내부 또는 본체 내부 또는 외부의 온도를 검출하여 동결온도가 검지되면 순환펌프를 구동시키거나 또는 연소를 실시하는 동결방지운전이 수행되도록 구성으로 되어 있다.
그러나 이와 같은 보일러의 동결 방지방법은 외부 온도가 상승 될 때까지 지속적으로 순환 펌프를 작동하게 되고, 또한 일정 시간의 온도 저하로 인하여 동결 연소를 실시하므로 동결을 방지하기에는 충분 하지만 불필요하게 순환펌프를 작동시킴은 물론 연소를 실시하게 되므로 에너지 낭비가 심하고 제품 내부와 외부 및 순환수의 온도 차이로 인한 제품 내부의 결로가 발생하여 제품 자체가 손상하게 되는 등의 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 특1996-0004849호(1996년 04월 16일) 대한민국 등록특허공보 특1993-0001848호(1993년 03월 15일) 대한민국 등록특허공보 10-0283264호(2000년 12월 06일 대한민국 등록특허공보 10-0286136호(2001년 01월 10일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 열교환기의 출탕온도 검출장치가 제 1 출탕설정온도(A1℃)를 검지하거나 또는 보일러 외부의 동결온도 검출장치가 제 1 동결설정온도(B1℃)를 검지하면 난방측 및 온수측의 동결 방지운전을 실시한 후 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5) 후에 동결방지 운전의 재실시 또는 해제하고, 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5) 중 열교환기의 출탕온도 검출장치가 동결방지 연소 온도인 제 3 출탕설정온도(A3℃)를 검지할 경우 동결 방지 대기를 종료하고 동결방지 운전 초기 단계로 이행하되, 난방측 동결방지 운전 중 동결방지 연소 조건 시 불필요한 동결방지 연소를 방지하기 위한 제 3 설정시간(T3)를 확인하고, 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)은 보일러 외부의 동결온도 검출장치 온도에 따라 변경하여 줌으로써 보일러 또는 난방 배관의 동결 가능성이 있는지를 확인하고 동결의 가능성이 있는 경우에 대해서만 동결 운전을 실시할 수 있어 에너지를 크게 절약할 수 있고 무리한 가동을 방지할 수 있어 제품 자체의 손상을 방지할 수 있는 보일러의 동결방지 운전제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보일러의 운전이 정지된 대기 상태에 있을 때 제어부에서 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은지 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은지를 계속 판단하는 단계와; 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은 상태 또는 보일러의 외부 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은 상태이면 삼방변을 난방측으로 전환하는 단계와; 이어서 난방측의 동결 방지를 위해 순환펌프를 작동시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기와 같이 순환펌프가 작동되고 있는 도중 상기 제어부에서는 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 판단하는 단계와; 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같지 않으면(즉, 높으면) 순환펌프 작동 시작 이후 제 1 설정시간(T1)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와; 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같지 않은 상태(즉, 높은 상태)에서 제 1 설정시간(T1)이 경과되었으면 삼방변을 온수측으로 전환하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보일러 내 열교환기 온도를 판단한 결과 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면, 순환펌프 작동 시작 이후 제 3 설정시간(T3)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와; 제 3 설정시간(T3)이 경과되었으면, 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 판단하는 단계와; 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면 동결방지 연소를 실시하는 단계와; 이어서 보일러 내 열교환기 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은지 또는 순환펌프 작동 시작 이후 제 4 설정시간(T4)이 경과되었는지 계속 판단하여 만약 보일러 내 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은 상태 또는 제 4 설정시간(T4)을 경과한 상태이면 제 1 설정시간(T1)이 경과되었는지 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기에서 제 1 설정시간(T1)이 경과되어 삼방변을 온수측으로 전환한 이후, 상기 제어부에서는 순환펌프 작동 시작 이후 제 2 설정시간(T2)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와; 제 2 설정시간(T2)이 경과되었으면 삼방변을 다시 난방측으로 전환하는 단계와; 이어서 순환펌프를 통한 동결 운전을 정지하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 순환펌프 정지 후 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단하는 단계와; 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같지 않은 상태이면(즉, 높으면), 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와; 제 5 설정시간(T5)이 경과되었으면 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같고, 또한 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같은지를 판단하는 단계와; 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같지 않고(즉, 높고), 또한 보일러의 외부 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같지 않으면(즉, 높으면) 운전 대기상태로 돌입하되, 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같고, 또한 보일러의 외부 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같으면 상기에서 순환펌프 정지 후 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단한 결과 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은 상태에서와 마찬가지로 제어부에서 초기 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은지 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은지를 계속 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 순환펌프를 이용한 동결 방지 운전을 위한 상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)는, 3~7℃로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 2 출탕설정온도(A2℃) 및 제 2 동결설정온도(B2℃)는, 5~10℃로 상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 높게 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 동결 가능성이 있어 동결방지 연소를 확인하기 위한 상기 제 3 출탕설정온도(A3℃)는, 1~5℃로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 난방측 동결 방지 운전을 위한 제 1 설정시간(T1)은, 난방수가 난방 배관을 전체적으로 순환할 수 있도록 3~6분으로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 온수측 동결 방지 운전을 위한 제 2 설정시간(T2)은, 온수가 보일러 내부만 순환하면 되므로 30~60초로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 동결 방지 연소를 확정하기 위한 제 3 설정시간(T3)은, 1~3분으로 제 1 설정시간(T1)보다 작게 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 동결 방지 연소 해제를 위한 제 4 출탕설정온도(A4℃) 및 제 4 설정시간(T4)은, 각각 40~60℃과 1~5분으로 설정한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)은, 보일러 외부의 동결온도 검출장치에 의해 검지되는 온도에 따라 변경되는 것으로, 보일러 외부의 온도가 5℃이상일 때는 60분으로 설정되고, 1~4℃ 일 때는 40분, -4~0℃ 일 때는 30분 및 -5℃이하 일 때는 20분으로 설정한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 보일러의 동결방지 운전제어방법에 의하면, 보일러의 운전이 정지된 대기 상태에 있을 때 제어부에서 판단한 결과 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은 상태로 판단되거나 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은 상태로 판단될 경우, 난방측 및 온수측의 동결 방지 운전을 실시한 후 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5) 후에 동결방지 운전의 재실시 또는 해제하고, 또한 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5) 중 열교환기의 출탕온도 검출장치가 동결방지 연소 온도인 제 3 출탕설정온도(A3℃)를 검지할 경우 동결 방지 대기를 종료하고 동결방지 운전 초기 단계로 이행하되, 난방측 동결방지 운전 중 동결방지 연소 조건 시 불필요한 동결방지 연소를 방지하기 위한 제 3 설정시간(T3)를 확인하고, 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)은 보일러 외부의 동결온도 검출장치 온도에 따라 변경하여 줌으로써 보일러 또는 난방 배관의 동결 가능성이 있는지를 확인하고 동결의 가능성이 있는 경우에 대해서만 동결 운전을 실시할 수 있으므로 불필요한 에너지의 낭비를 방지(즉, 에너지를 크게 절약)할 수 있고, 특히 무리한 가동을 방지할 수 있어 제품 자체의 손상을 방지할 수 있으므로 보일러 자체의 상품성과 동결 방지 운전에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 블록 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
먼저, 본 발명이 적용된 보일러는 도 1과 같이, 연산장치 등을 구비하고 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(1)와, 보일러 내에 설치되어 있는 연교환기 내의 출탕온도를 실시간으로 검출하는 출탕온도 검출장치(2), 보일러의 외부에 설치되어 외부온도를 검출하는 동결온도 검출장치(3), 도시 생략한 버너에 점화를 실시하는 점화장치(4), 버너에 점화가 정상적으로 이루어졌는지를 검출하는 불꽃검지장치(5), 연소에 필요한 공기를 공급해 주는 송풍팬(6)의 구동을 제어하는 송풍팬 구동장치(61), 순환펌프(7)의 구동을 제어하는 순환펌프 구동장치(71), 삼방변(8)의 구동을 제어하는 삼방변 구동장치(81) 및 사용자가 난방 및 온수설정 온도 등을 설정하거나 보일러의 작동 모드 등을 선택할 수 있도록 하는 온도조절장치(9) 등을 구비하고 있다.
이때, 상기 출탕온도 검출장치(2) 및 동결온도 검출장치(3)는 더미스터를 포함한다.
이와 같은 보일러의 구성요소 중 상기 제어부(1)에서는 보일러가 운전을 정지한 대기 상태에 있을 때, 보일러 내에 설치되어 있는 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도와 보일러의 외부에 설치되어 있는 동결온도 검출장치(3)를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도를 실시간으로 각각 읽어 들어 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은지 또는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은지를 계속 판단(S1)하게 된다.
이와 같이 보일러 내 열교환기 온도와 보일러 외부의 온도를 각각 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)와 상호 비교한 결과, 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은 상태이거나, 또는 보일러의 외부 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은 상태이면 상기 제어부(1)에서는 삼방변 구동장치(81)를 통해 삼방변(8)을 난방측으로 전환(S2)한 다음 순환펌프 구동장치(71)를 통해 순환펌프(7)를 작동(S2)시켜 난방측의 동결 방지운전을 시작함과 동시에 상기 제어부(1)에서는 비록 도시는 생략하였으나 자체 내에 구비된 타이머를 작동시켜 순환펌프(7)가 구동되기 시작한 이후의 시간을 계속 계수하게 된다.
이때, 상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)는, 순환펌프(7)를 이용하여 동결 방지 운전을 하기 위해 설정되는 온도로써 3~7℃로 설정하였는데, 이에 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라서는 상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)를 서로 다르게 설정할 수도 있다.
또한, 상기와 같이 순환펌프(7)를 작동시켜 난방측에 대한 동결 방지 운전을 실하고 있는 상기 제어부(1)에서는 계속해서 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 판단(S4)하게 된다.
이때, 상기 제 3 출탕설정온도(A3℃)는 동결 가능성이 있어 동결방지 연소를 확인위해 설정한 온도로써 1~5℃로 설정하였다.
상기와 같이 상기 제어부(1)에서 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도를 확인한 결과, 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같지 않으면(즉, 높으면; S4에서 No), 상기 순환펌프(7) 작동 시작 이후의 누적시간이 제 1 설정시간(T1)을 경과하였는지 계속 판단(S5)하게 된다.
이와 같이 상기 제어부(1)에서 보일러 내 열교환기 온도와 순환펌프(7) 작동 시작 이후의 누적시간을 판단한 결과, 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같지 않은 상태(즉, 높은 상태)에서 제 1 설정시간(T1)이 경과되었으면 삼방변(8)을 온수측으로 전환(S5)하여 순환펌프(7)를 이용한 온수측에 대한 동결 방지운전을 시작하게 된다.
이때, 상기 제 1 설정시간(T1)은 난방측 동결 방지 운전을 위해 설정한 시간으로, 난방수가 난방 배관을 전체적으로 충분히 순환할 수 있도록 3~6분으로 설정하였는데, 이와 같은 제 1 설정시간(T1)은 이에 한정하는 것은 아니며, 해당 보일러 용량 따라 변경할 수도 있다.
한편, 상기 제어부(1)에서 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도를 제 3 출탕설정온도(A3℃)와 비교 판단(S4)한 결과, 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면(S4에서 Yes), 상기 순환펌프(7) 작동 시작 이후의 경과시간이 제 3 설정시간(T3)을 경과하는지 계속 판단(S7)하게 된다.
이때, 상기 제 3 설정시간(T3)은, 동결 방지 연소를 확정하기 위해 설정된 시간으로, 3~6분으로 설정되는 제 1 설정시간(T1)보다 작은 시간인 1~3분으로 설정하였는데, 이와 같은 제 3 설정시간(T3)은 이에 한정하는 것은 아니며, 해당 보일러 용량 따라 변경할 수도 있다.
상기와 같이 제어부(1)에서 제 3 설정시간(T3)의 경과 여부를 판단한 결과, 순환펌프(7) 작동 시작 이후의 경과시간이 제 3 설정시간(T3)을 경과하였으면(S7에서 Yes), 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 1~5℃로 설정된 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단(S8)하게 된다.
이와 같이 보일러 내 열교환기 온도와 제 3 출탕설정온도(A3℃)를 다시 상호 비교한 결과, 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면, 점화장치(4)를 작동시켜 버너의 점화를 통해 동결방지 연소도 실시(S9)하여 실질적으로 순환펌프(7)의 작동은 물론 버너의 연소를 통한 2중 동결방지 운전을 실시하게 된다.
이와 같이 연소를 통한 동결 방지 운전 중 상기 제어부(1)에서는 보일러 내 열교환기 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은지 또는 순환펌프 작동 시작 이후 제 4 설정시간(T4)이 경과되었는지 계속 판단(S10)하여, 만약 보일러 내 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은 상태 또는 제 4 설정시간(T4)을 경과한 상태이면 제 1 설정시간(T1)이 경과되었는지 판단하는 단계(S5)로 되돌아가 그 이후 단계를 반복 수행한다.
이때, 상기 제 4 출탕설정온도(A4℃) 및 제 4 설정시간(T4)은, 동결 방지 연소 해제를 위해 설정된 온도와 시간으로 각각 40~60℃과 1~5분으로 설정하였는데, 이와 같은 제 4 출탕설정온도(A4℃) 및 제 4 설정시간(T4)은 이에 한정하는 것은 아니며, 해당 보일러 용량 따라 변경할 수도 있다.
한편, 상기에서 보일러 내 열교환기 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은지 또는 순환펌프 작동 시작 이후 제 4 설정시간(T4)이 경과되었는지 계속 판단(S10)하는 이유는, 동결 방지를 위한 순환펌프(7) 운전을 반복적으로 실시함에도 불구하고 난방 배관의 물이 전체적으로 온도가 저하되면 보일러 및 난방 배관이 동결될 가능성이 있으므로 삼방변(8)을 난방측으로 전환한 상태에서 순환펌프(7)의 구동을 통한 동결 운전 진행 중에 열교환기 출탕온도 검출장치(2)에서 검출되는 보일러 내 열교환기의 출탕온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면 동결 방지를 위한 연소를 실시하는 단계로 이행 하지만, 일시적으로 온도가 저하될 수도 있으므로 불필요한 동결 방지 연소를 방지하기 위해서이다.
즉, 제 3 설정시간(T3) 동안 보일러 내 출탕온도를 확인한 결과 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면, 동결 방지 연소를 실시하고 과다한 연소를 방지하기 위해서 열교환기의 출탕온도 검출장치(2)를 통해 걸출되는 보일러 내의 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)인 40~60℃ 이상 되거나, 또는 제 4 설정시간(T4)인 1~5분이 경과 되면 삼방변(8)을 난방측으로 전환하고 순환펌프(7)를 통해 난방측의 동결 방지 운전을 실시하는 형태로 전환하여 불필요한 에너지의 낭비를 방지할 수 있도록 함과 동시에 무리한 보일러 가동을 방지하여 제품 자체의 손상을 방지할 수 있게 한 것이다.
한편, 상기 제어부(1)에서는 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은 상태(S4에서 Yes)에서 순환펌프(7)의 작동시간을 확인한 결과 제 1 설정시간(T1)이 경과(S5에서 Yes)되어 삼방변(8)을 온수측으로 전환(S6)한 이후에는, 다시 순환펌프(7)의 작동 시작 이후 경과시간이 제 2 설정시간(T2) 이상을 경과하였는지 계속 판단(S11)하게 된다.
이와 같이 순환펌프(7)의 작동시간을 판단한 결과, 제 2 설정시간(T2)이 경과되었으면 삼방변(8)을 다시 난방측으로 전환(S12)하고, 순환펌프(7)의 구동을 정지시켜 순환펌프(7)를 통한 동결 운전을 정지(S13)하게 된다.
이때, 상기 제 2 설정시간(T2)은 온수측 동결 방지 운전을 위해 설정한 시간으로, 온수가 보일러 내부만 순환하면 되므로 상기한 제 1, 제 3 및 제 4 설정시간(T1, T3, T4)에 비해 비교적 짧은 시간인 30~60초로 설정하였다.
상기에서 제 1 설정시간(T1) 동안은 삼방변(8)을 난방측으로 전환하고 순환펌프(7)를 작동시켜 난방 배관측의 동결 방지운전을 실시하고, 이어서 제 2 설정시간(T2) 동안은 삼방변(8)을 온수측으로 전환시켜 순환펌프(7) 작동을 통한 온수 배관측의 동결 방지 운전을 실시한 다음 삼방변(8)을 다시 난방측으로 전환하고 순환펌프(7)를 정지시키는 이유는, 통상 보일러는 외부 또는 전용 장소에 설치하므로 난방을 실시하는 실내의 온도보다 낮아 순환펌프(7)를 작동하게 되면 실내 배관의 물이 순환되므로 온도가 상승을 하게 되나, 보일러의 설치 장소보다 온도가 높은 실내 배관에 물이 순환되어 보일러의 난방측 및 온수측의 회로가 동결되지 않도록 하기 위함이다.
또한, 상기 제어부(1)에서는 전술한 바와 같이 순환펌프(7)를 이용한 난방측과 온수측의 동결 방지 운전을 1회 실시하여 순환펌프(7)가 정지된 후에는, 다시 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단(S14)하게 된다.
이와 같이 보일러 내 열교환기 온도를 판단한 결과, 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같지 않은 상태이면(즉, 높으면; S14에서 No), 동결 방지 운전 시작 이후 경과 시간이 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)이 경과되었는지 계속 판단(S15)하게 된다.
상기 제어부(1)에서 판단한 결과, 제 5 설정시간(T5)인 동결 방지 대기시간이 경과되었으면, 상기 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같고, 또한 동결온도 검출장치(3)를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같은지를 판단(S16)하여 만약, 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같지 않고(즉, 높고), 또한 보일러의 외부 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같지 않으면(즉, 높으면) 운전 대기상태로 돌입(S17)하게 된다.
그러나, 상기에서 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같고, 또한 보일러의 외부 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같으면(S16에서 Yes), 상기에서 순환펌프(7) 정지 후 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단(S14)한 결과 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은 상태(S16에서 Yes)에서와 마찬가지로, 상기 제어부(1)에서는 초기 출탕온도 검출장치(2)를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은지 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은지를 계속 판단하는 단계(S1)로 되돌아가게 된다.
이때, 상기 제 2 출탕설정온도(A2℃) 및 제 2 동결설정온도(B2℃)는, 동결방지 운전을 해제하기 위한 온도로, 각각 5~10℃로 설정하였는데, 상기 제 2 출탕설정온도(A2℃)와 제 2 동결설정온도(B2℃)는 서로 다르데 설정할 수 있으며, 특히 상기 제 2 출탕설정온도(A2℃) 및 제 2 동결설정온도(B2℃)는 5~10℃로 설정되는 상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)보다는 높게 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)은, 보일러 외부의 동결온도 검출장치(3)에 의해 검지되는 온도 변화에 따라 변경할 수 있는 것으로, 상기 동결온도 검출장치(3)를 통해 검출되는 보일러의 외부 온도가 예를 들어 5℃이상일 때는 60분으로 설정되고, 1~4℃ 일 때는 40분으로 설정하며, -4~0℃ 일 때는 30분으로 설정하고, -5℃이하 일 때는 20분으로 설정할 수 있는데, 이에 한정하는 것은 아니다.
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 : 출탕온도 검출장치
3 : 동결온도 검출장치
4 : 점화장치
5 : 불꽃검지장치
6 : 송풍팬 61 : 송풍팬 구동장치
7 : 순환펌프 71 : 순환펌프 구동장치
8 : 삼방변 81 : 삼방변 구동장치
9 : 온도조절장치

Claims (12)

  1. 보일러의 운전이 정지된 대기 상태에 있을 때 제어부에서 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은지 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은지를 계속 판단하는 단계와;
    보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은 상태 또는 보일러의 외부 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은 상태이면 삼방변을 난방측으로 전환하는 단계와;
    이어서 난방측의 동결 방지를 위해 순환펌프를 작동시키는 단계와;
    상기 순환펌프가 작동되고 있는 도중 상기 제어부에서는 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 판단하는 단계와;
    보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 높으면, 순환펌프 작동 시작 이후 제 1 설정시간(T1)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와;
    보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 높은 상태에서 제 1 설정시간(T1)이 경과되었으면 삼방변을 온수측으로 전환하는 단계;를 실시하되,
    보일러 내 열교환기 온도를 판단한 결과 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면, 순환펌프 작동 시작 이후 제 3 설정시간(T3)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와;
    제 3 설정시간(T3)이 경과되었으면, 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 판단하는 단계와;
    보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같으면 동결방지 연소를 실시하는 단계와;
    이어서 보일러 내 열교환기 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은지 또는 순환펌프 작동 시작 이후 제 4 설정시간(T4)이 경과되었는지 계속 판단하여 만약 보일러 내 온도가 제 4 출탕설정온도(A4℃)보다 높거나 같은 상태 또는 제 4 설정시간(T4)을 경과한 상태이면 제 1 설정시간(T1)이 경과되었는지 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 설정시간(T1)이 경과되어 삼방변을 온수측으로 전환한 이후, 상기 제어부에서는 순환펌프 작동 시작 이후 제 2 설정시간(T2)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와;
    제 2 설정시간(T2)이 경과되었으면 삼방변을 다시 난방측으로 전환하는 단계와; 이어서 순환펌프를 통한 동결 운전을 정지하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 순환펌프 정지 후 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단하는 단계와;
    보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 높으면, 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)이 경과되었는지 계속 판단하는 단계와;
    제 5 설정시간(T5)이 경과되었으면 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같고, 또한 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같은지를 판단하는 단계와;
    보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 높고, 또한 보일러의 외부 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 높으면, 운전 대기상태로 돌입하되,
    보일러 내 열교환기 온도가 제 2 출탕설정온도(A2℃)보다 낮거나 같고, 또한 보일러의 외부 온도도 제 2 동결설정온도(B2℃)보다 낮거나 같은 경우 또는 상기에서 순환펌프 정지 후 보일러 내 열교환기 온도가 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은지를 다시 판단한 결과 제 3 출탕설정온도(A3℃)보다 낮거나 같은 경우에는 제어부에서 초기 출탕온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 내 열교환기 온도가 제 1 출탕설정온도(A1℃)보다 낮거나 같은지 또는 동결온도 검출장치를 통해 검출되는 보일러 외부의 온도가 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 낮거나 같은지를 계속 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)는,
    순환펌프를 이용한 동결 방지 운전을 위한 설정온도로 3~7℃로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 출탕설정온도(A2℃) 및 제 2 동결설정온도(B2℃)는,
    상기 제 1 출탕설정온도(A1℃) 및 제 1 동결설정온도(B1℃)보다 높은 5~10℃로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 출탕설정온도(A3℃)는,
    1~5℃로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 설정시간(T1)은,
    난방수가 난방 배관 전체를 순환할 수 있도록 3~6분으로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 설정시간(T2)은,
    온수가 보일러 내부만 순환할 수 있도록 30~60초로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 설정시간(T3)은,
    동결 방지 연소를 확정하기 위한 시간으로 상기 제 1 설정시간(T1)보다 작은 1~3분으로 설정하고,
    상기 제 4 출탕설정온도(A4℃) 및 제 4 설정시간(T4)은,
    동결 방지 연소 해제를 위한 온도 및 시간으로 각각 40~60℃과 1~5분으로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
  12. 청구항 5에 있어서,
    상기 동결 방지 대기시간인 제 5 설정시간(T5)은,
    보일러 외부의 온도가 5℃이상일 때는 60분으로 설정하고, 1~4℃ 일 때는 40분, -4~0℃ 일 때는 30분 및 -5℃이하 일 때는 20분으로 설정하되,
    보일러 외부의 동결온도 검출장치에 의해 검지되는 온도에 따라 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 보일러의 동결방지 운전제어방법.
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