KR101815993B1 - 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법 - Google Patents

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Abstract

가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법에 관한 것으로, 온수 행정시 출탕 유량 및 온도, 급수온도를 감지하는 감지부, 사용자로부터 출탕되는 온수의 온도를 설정받는 입력부 및 상기 입력부를 통해 설정된 설정온도에 기초해서 상기 연소부를 최대 열량으로 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 마련하여, 온수 최대 열량과 필요열량값을 이용한 온수 최대 열량으로 가동되는 온도를 산출하고, 산출된 온도까지 연소부를 최대 열량으로 가동시켜 온수의 온도를 설정온도까지 상승시키는 시간을 단축할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법{GAS BOILER AND HEATED WATER CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온수 사용 초기에 온수 공급 속도를 향상시키도록 제어하는 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 난방과 온수를 공급받기 위한 수단의 일환으로 보일러를 사용하고 있으며, 이러한 보일러는 용도나 용량 등에 따라 여러 형태로 구분된다.
보일러는 공급되는 연료를 점화 및 연소시키기 위한 연소부, 상기 연소부에서 발생한 열량을 난방수에 전달하여 고온 상태로 열 교환하는 열교환부, 고온상태로 열 교환이 이루어진 난방수를 난방 또는 온수로의 공급을 위해 순환 또는 공급하는 난방배관으로 이루어진다. 아울러, 보일러는 연소시 사용되는 연료에 따라 가스보일러와 기름 보일러로 구분된다.
도 1은 일반적인 가정용 가스보일러의 구성도이다.
종래기술에 따른 가정용 가스보일러(이하 '가스보일러'라 함)(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 물탱크(2)에서 공급되는 물을 열교환기(3)를 통해 가열하여 난방수를 생성하고, 그 생성한 난방수를 삼방밸브(5)를 통해 난방배관(200)으로 공급하여 난방한다.
그리고 가스보일러(1)는 온수 사용시 삼방밸브(5)를 경유한 온수를 온수 열교환기(4)를 통해 열 교환하여 공급한다.
이러한 가스보일러(1)는 특정한 환경(예를 들어, 설정온도)을 기준으로 실내 온도를 제어한다.
예컨대, 가스보일러(1)는 현재 난방 온도를 검출하고, 검출한 난방 온도와 사용자가 설정한 온도를 비교하여, 그 대소 여부에 따라 보일러를 제어하여 난방 온도를 제어하는 방식이다.
한편, 온수를 공급하는 가스보일러의 연소실에 연소용 공기를 공급하는 송풍기는 질량이 큰 회전체를 구비하고 있기 때문에 회전속도는 급격하게 변화할 수 없다. 반면, 연소실에 연료를 공급하는 연료조절기(예컨대 비례밸브)는 밸브체의 질량이 작기 때문에, 용이하게 연료의 공급량을 변화시킬 수 있다.
따라서 송풍기와 연료조절기를 독립적으로 제어하거나, 동시에 제어하면 연료량이 변화하는 과정에서 연료조절기에 의한 연료의 공급량과 송풍기의 풍량이 적합치 않아 공연비의 이상이 발생한다.
종래의 연소량은 사용자에 의하여 설정된 설정온도의 탕이 얻어질 수 있도록 설정온도, 입수온도, 수량, 열효율에 의거하여 피드포워드 제어에 의하여 산출된다.
그러나 설정온도가 변경된 경우나, 입수온도, 수량이 변화한 경우 등 피드포워드 제어에 의하여 연소량이 변경되면, 연소로 인하여 얻어진 열과 통과하는 물을 열교환하는 열교환기의　열용량에 의한 잔존열량의 영향에 의하여, 열교환기가 열평형에 이르기까지 사용자가 설정한 출탕온도가 얻어지지 않는다.
또, 공연비의 제어를 연료의 공급량으로 행하기 때문에, 공연비 보정에 의하여 공급되는 연료의 양이 변화하면, 얻어지는 열량이 변화한다. 이로 인해, 공연비 보정에 의하여 사용자에 의하여 설정된 출탕온도가 얻어지지 않는 경우가 있었다.
즉, 종래의 피드포워드 제어만으로 연소량을 결정하는 것은 각 오차에 의하여 사용자가 설정한 출탕온도를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 온수 온도 제어 기술의 일 예가 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 온수의 사용으로 인해 수류가 검지되면 연소부에 점화를 실시하는 과정; 피드포워드 연소량(QFF)과 열교환용량 보정연소량(K), 공연비 보정연소량(T), 비례보정 연소량(P) 및 적분보정 연소량(I)을 가산한 값으로 실제 제어하는 연소량(Q)을 산출하는 과정; 사용자의 설정온도(Ts)와 입수온도(Ti) 사이의 차(△T1) 및 설정온도(Ts)와 출탕온도(To) 사이의 차(△T2)를 구한 다음 정해진 공식을 이용하여 비례변수(B)를 계산하는 과정; 계산된 비례변수(B)가 "1"보다 큰지를 판단하는 과정; 판단 결과 비례변수(B)가 "1"보다 크면 정해진 최대값보다 큰지를 판단하는 과정; 비례변수(B)가 최대값보다도 크지 않으면 그 값을 이전에 산출한 연소량(Q)에 곱하여 새로운 연소량(Q)을 산출하는 과정; 새롭게 산출한 연소량(Q)에 대응하는 양의 연료를 연소부에 공급시켜 주는 과정; 이후 수류검지 오프 신호가 입력되는지를 판단하여 수류검지 오프 신호가 입력되지 않으면 초기 연소량(Q)을 산출하는 과정으로 되돌아가고, 수류검지 오프 신호가 입력되면 소화하는 과정으로 이루어지는 온수공급 제어방법이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는 온수의 사용으로 인해 수류가 검지되면 점화를 실시하고 정해진 최소 열량(Q1)으로 정상 연소량 제어를 실시하는 단계; 정해진 제1 시간(t1) 동안 정해진 제2 시간(t2) 간격을 두고 온수공급 온도를 계속 검출하여 기억시키며 최저온도를 갱신해 가는 단계; 온수공급 온도에 대한 최저온도 갱신시간인 정해진 제1 시간(t1)이 경과되었는지를 판단하는 단계; 정해진 제1 시간(t1)이 경과되었으면 정해진 제1 시간(t1) 동안 검출한 온수공급 온도 중 최저온도를 직수온도(Tin ℃)로 확정하는 단계; 사용자의 설정온도(Tset ℃)에서 확정한 직수온도(Tin ℃)를 빼어 그 온도차(T ℃)를 산출하는 단계; 산출된 온도차(T ℃)가 정해진 제1 온도(A ℃) 미만인지, 제1 온도(A ℃) 이상 정해진 제2 온도(B ℃) 미만 사이의 온도인지, 아니면 제2 온도(B ℃) 이상인지를 순차적으로 계속 판단하는 단계; 비교한 결과 온도차(T ℃)가 정해진 제1 온도(A ℃) 미만이면 연소부의 연소량을 현재의 연소량(Q2)으로 지속 제어하고, 제1 온도(A ℃) 이상 정해진 제2 온도(B ℃) 미만 사이의 온도이면 해당 급탕기의 최대 연소량보다 작게 정해진 제3 연소량(Q3)으로 연소부의 연소량을 증대시켜 제어하며, 제2 온도(B ℃) 이상이면 해당 급탕기의 최대 연소량보다 작고 제3 연소량(Q3)보다 크게 정해진 제4 연소량(Q4)으로 연소부의 연소량을 증대시켜 제어하는 단계로 이루어지는 급탕기의 온수사용 초기 연소량 제어방법이 기재되어 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1261150호(2013년 5월 6일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1304974호(2013년 9월 6일 공고)
그러나 특허문헌 1은 사용자의 설정온도와 입수온도 사이의 차 및 설정온도와 출탕온도 사이의 차를 구한 다음 정해진 공식을 이용하여 비례변수를 산출하고, 산출된 비례변수를 이용해서 새로운 연소량을 산출하여 연료 공급량을 조절한다.
특허문헌 2는 수류 검지 후 정해진 제1 시간동안 검출한 온수공급 온도 중 최저온도를 직수온도로 확정하고, 사용자의 설정온도에서 확정한 직수온도를 빼서온도차를 산출하여 산출된 온도차와 미리 설정된 온도를 비교한 결과에 따라 연소량을 제어한다.
이와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2를 포함하는 종래기술에 따른 급탕기의 온수 온도 제어방법은 설정온도와 입수온도, 설정온도 및 출탕온도를 이용해서 최대 연소량보다 작은 연소량으로 조절하는 것으로, 온수 사용시 출탕온도를 설정온도로 상승시키는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 출탕되는 온수의 온도를 설정온도로 상승시키는 시간을 최소화할 수 있는 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온수 출탕 제어시 최대 열량으로 가동해서 출탕되는 온수의 온도를 설정온도로 상승시키도록 출력열량을 조절할 수 있는 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가스보일러는 온수 행정시 출탕 유량 및 온도, 급수온도를 감지하는 감지부, 사용자로부터 출탕되는 온수의 온도를 설정받는 입력부 및 상기 입력부를 통해 설정된 설정온도에 기초해서 상기 연소부를 최대 열량으로 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 온수 행정시 상기 연소부에서 출탕되는 온수의 유량을 감지하는 유량감지센서, 출탕되는 온수의 온도를 감지하는 제1 온도감지센서 및 상기 연소부에 급수되는 물의 온도를 감지하는 제2 온도감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 온수 최대 열량으로 가동되는 온도(이하 '가동온도'라 함)를 산출하기 위한 상수값을 설정하고, 수학식 1에 의해 상기 가동온도를 산출하는 온도산출부, 상기 설정온도와 출탕온도를 이용해서 필요열량을 산출하는 열량산출부 및 산출된 온도 및 열량에 따라 상기 연소부의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 신호발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015121268415-pat00001
...................[수학식 1]
상기 제어부는 상기 가동온도에 도달하면, 열량값을 최대값에서 필요열량값까지 지속적으로 미분 및 적분 계산하여 출력열량을 미세조절 제어하고, 상기 상수값은 상기 설정온도와 난방수 온도의 비교결과에 따라 변경 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가스보일러의 온수 출탕 제어방법은 (a) 온수 행정시 유량감지센서를 이용해서 연소부에서 출탕되는 온수의 유량을 감지하는 단계, (b) 상기 (a)단계의 감지결과를 이용해서 사용자의 온수 사용이 감지되면, 제어부에서 연소부를 점화시켜 온수 최대 열량으로 가동되는 온도(이하 '가동온도'라 함)까지 최대 열량으로 구동하는 단계 및 (c) 상기 가동온도에 도달되면, 출탕온도가 사용자로부터 설정된 설정온도가 되도록, 열량값을 최대값에서 필요열량값까지 지속적으로 미분 및 적분 계산하여 출력열량을 미세조절 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계는 (b1) 상기 제어부의 온도산출부에서 상기 설정온도와 난방수 온도를 비교하고, 비교결과에 따라 상기 가동온도를 산출하기 위한 상수값을 설정하는 단계, (b2) 상기 상수값을 수학식 2에 대입하여 상기 가동온도를 산출하는 단계 및 (b3) 상기 가동온도가 0 이하이거나, 출탕온도가 상기 설정온도와 상기 가동온도의 차보다 크면, 상기 연소부를 최대 열량으로 가동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015121268415-pat00002
...................[수학식 2]
상기 (c)단계는 출탕온도가 상기 설정온도와 가동온도의 차 이하이면, 수학식 3에 의해 출력열량을 산출해서 미세조절 제어하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112015121268415-pat00003
................................[수학식 3]
여기서, F는 설정온도와 급수온도 및 유량을 이용해서 산출되는 피드포워드 열량, P는 미세열량 조절을 위한 비례 성분값, I는 열량의 적분값, Z는 최대 열량에서 설정온도에 도달하기 위한 감소 열량값.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법에 의하면, 온수 최대 열량과 필요열량값을 이용한 온수 최대 열량으로 가동되는 온도를 산출하고, 산출된 온도까지 연소부를 최대 열량으로 가동시켜 온수의 온도를 설정온도까지 상승시키는 시간을 단축할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 온수 최대 열량으로 가동되는 온도에 도달하면, 대 열량에서 필요 열량값까지 지속적으로 미적분 계산하여 출력열량을 미세제어함으로써, 사용자가 설정한 설정온도로 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명은 온수 사용 초기에 온수의 온도를 설정온도까지 신속하게 상승시켜 공급함으로써, 사용자의 만족도를 향상시키고, 상품 판매력을 높일 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래기술에 따른 가스보일러의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 온수 출탕 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러 및 그의 온수 출탕 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명이 적용되는 가정용 가스보일러의 구성은 도 1에 도시한 종래기술에 따른 가정용 가스보일러의 구성을 원용하여 설명한다.
즉, 본 발명은 도 1에 도시한 종래기술에 따른 가정용 가스보일러에 설정온도에 따라 연소부를 최대 열량으로 구동해서 출탕되는 온수의 온도를 제어하는 구성이 부가된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 온수 행정시 출탕 유량 및 온도, 급수온도를 감지하는 감지부(10), 사용자로부터 출탕되는 온수의 온도(이하 '설정온도'라 함)를 설정받는 입력부(30) 및 상기 설정온도에 기초해서 신속한 온수 출탕을 위해 연소부(11)를 최대 열량으로 구동하도록 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
연소부(11)는 가스 연료를 연소시켜 고온의 열을 발생하는 버너(도면 미도시)와 상기 버너에서 발생한 열을 이용해서 물을 가열하는 열교환기(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열교환기는 현열 열교환부와 잠열 열교환부로 이루어지는 콘덴싱 방식의 열교환기이거나 또는 하나의 열교환부로 이루어진 일반적인 가스보일러의 열교환기로 구비될 수 있다.
이러한 연소부(11)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 구동되어 가스, 공기 및 물을 각각 공급하는 공급장치와 연결되어 가스와 공기 및 물을 공급받을 수 있다.
감지부(20)는 온수 행정시 연소부(11)에서 출탕되는 온수의 유량을 감지하는 유량감지센서(21), 출탕되는 온수의 온도를 감지하는 제1 온도감지센서(22) 및 연소부(11)에 급수되는 물의 온도를 감지하는 제2 온도감지센서(23)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 감지부(20)는 연소부(11)에 공급되는 직수의 온도를 감지하는 직수온도감지센서(도면 미도시)와 난방수의 온도를 감지하는 난방수온도감지센서(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.
입력부(30)는 사용자로부터 가스보일러 본체의 동작을 제어하기 위한 조작명령을 입력받을 수 있도록, 상기 본체와 별도로 마련되어 실내에 설치되는 리모컨에 마련될 수 있다.
이러한 입력부(30)는 난방 운전, 온수 운전, 난방 및 온수 운전 등의 동작 모드 및 난방온도와 온수온도를 설정받고, 설정된 동작 모드 정보 및 온도 정보를 제어부(40)로 전달한다.
제어부(40)는 가스보일러(10)에 마련된 각 장치의 구성을 제어하는 중앙제어유닛으로 마련되고, 입력부(30)를 통해 설정된 동작 모드 정보 및 온도 정보에 따라 연소부(11) 및 온수배관 또는 난방수배관에 선택적으로 공급하는 삼방변(도면 미도시)의 구동을 제어할 수 있다.
이러한 제어부(40)는 온수 온도 제어 과정에서 초기 온수 사용시 현재 가스보일러(10)의 상태를 체크하여 난방 운전 상태인지를 검사하고, 현재 가스보일러(10) 내부의 난방수 온도를 확인하며, 온수 설정온도와 난방수 현재 온도를 비교 판단하여 임의의 상수값을 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 상수값(k)은 가스보일러(10)의 규격에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 본 실시 예에서는 약 20 내지 25의 값으로 설정될 수 있다.
그리고 제어부(40)는 상기 상수값(k)을 하기의 수학식 1에 대입하여 온수 최대(max) 열량으로 가동되는 온도(α)를 산출할 수 있다.
Figure 112015121268415-pat00004
즉, 제어부(40)는 상기 설정온도와 현재 출탕온도의 차이를 이용해서 필요한 열량을 산출하고, 최대 열량과 필요열량의 차를 상기 상수값으로 나눠서 상기 온수 최대 열량으로 가동되는 온도에 도달할 때까지 계속적으로 최대 열량으로 가동하도록 제어할 수 있다.
여기서, 필요열량값은 출탕 유량*(설정온도-직수온도)/0.88에 의해 산출될 수 있다.
또한, 제어부(40)는 상기 온수 최대 열량으로 가동되는 온도에 도달하면, 상기 설정온도로의 제어를 위해, 열량값을 최대값에서 필요열량값까지 지속적으로 미분 및 적분 계산하여 출력열량을 조절할 수 있다.
여기서, 출력열량(Q)은 하기의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112015121268415-pat00005
여기서, F는 설정온도와 급수온도 및 유량을 이용해서 산출되는 피드포워드 열량이고, P는 미세열량 조절을 위한 비례 성분값이며, I는 열량의 적분값이고, Z는 최대 열량에서 설정온도에 도달하기 위한 감소 열량값이다.
따라서, F는 (설정온도 - 급수온도)*유량에 의해 산출될 수 있다.
I는 하기의 수학식 3에 의해 설정될 수 있다.
Figure 112015121268415-pat00006
이를 위해, 제어부(40)는 상기 상수값을 설정하고, 온수 최대 열량으로 가동되는 온도를 산출하는 온도산출부(41), 설정온도와 출탕온도를 이용해서 열량을 산출하는 열량산출부(42) 및 산출된 온도 및 열량에 따라 연소부(11)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 신호발생부(43)를 포함할 수 있다.
온도산출부(41)는 설정온도와 현재 난방수 온도의 비교결과에 따라 온도 구간별로 상기 상수값을 변경 설정할 수 있다.
예를 들어, 온도산출부(41)는 설정온도와 난방수 온도를 비교한 결과, 설정온도가 난방수 온도보다 높으면 상수값을 25 이상 50으로 설정하고, 설정온도가 난방수 온도보다 낮으면 상수값을 0 이상 25 미만으로 설정할 수 있다.
다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 온수 출탕 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스보일러의 온수 출탕 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 3의 S10단계에서 입력부(30)를 통해 온수 운전 모드가 설정된 상태에서 유량감지센서(21)는 연소부(11)에서 출탕되는 온수의 유량을 감지하고, 감지신호는 제어부로 전달된다.
그러면, 제어부(40)는 사용자의 온수 사용으로 인해, 유량감지센서(21)의 감지신호를 이용해서 미리 설정된 설정유량 이상의 출탕 유량이 미리 설정된 시간, 예컨대 약 1초 동안 연속적으로 감지되는지를 검사한다(S12).
S12단계의 검사결과, 설정유량 이상의 출탕 유량이 설정시간 이상 연속적으로 감지되면, 제어부(40)는 가스를 연소부(11)로 공급하고 점화기를 작동시켜 연소부(11)에서 점화행정을 수행하도록 제어한다(S14).
S16단계에서 제어부(40)의 온도산출부(41)는 상수값을 설정하고, 온수 최대 열량을 가동되는 온도(α)를 산출한다.
이때, 열량산출부(42)는 설정온도와 현재 출탕온도의 차이를 이용해서 필요열량을 산출하고, 온도산출부(41)는 수학식 1에 따라 온수 최대 열량과 산출된 필요열량의 차를 상기 상수값으로 나눠서 상기 온수 최대 열량으로 가동되는 온도를 산출한다.
S18단계에서 제어부(40)는 산출된 온수 최대 열량으로 가동되는 온도(α)가 0 이하인지를 검사한다.
만약, S18단계의 검사결과 온수 최대 열량으로 가동되는 온도가 0 이하이면, 신호발생부(43)는 온수 최대 열량으로 가동하도록 연소부(11)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하고, 제어부(40)는 S16단계 내지 S20단계를 반복 수행하도록 제어한다.
반면, S18단계의 검사결과 온수 최대 열량으로 가동되는 온도가 0을 초과하면, 제어부(40)는 출탕온도가 설정온도와 온수 최대 열량으로 가동되는 온도(α)의 차보다 큰지를 검사한다(S22).
S22단계의 검사결과 출탕온도가 상기 온도차보다 작으면, 제어부(40)는 S20단계로 진행해서 온수 최대 열량으로 가동하도록 연소부(11)의 구동을 제어한다.
반면, S22단계의 검사결과 출탕온도가 상기 온도차보다 크면, 제어부(40)는 수학식 2에 따라 열량값을 최대값에서 필요열량까지 지속적으로 미분 및 적분 계산하여 출력열량을 조절해서 산출한다. 그리고 제어부(40)는 산출된 출력열량에 따라 연소부(11)의 구동을 제어함으로써, 미세열량 제어 동작을 수행한다(S24).
이와 같이, 본 발명은 온수 최대 열량과 필요열량값을 이용한 온수 최대 열량으로 가동되는 온도를 산출하고, 산출된 온도까지 연소부를 최대 열량으로 가동시켜 온수의 온도를 설정온도까지 상승시키는 시간을 단축할 수 있다.
S26단계에서 제어부(40)는 유량감지센서(21)의 감지신호를 이용해서 사용자의 지속적인 온수 사용으로 인해, 미리 설정된 설정유량 이상의 출탕 유량이 미리 설정된 시간동안 연속적으로 감지되는지를 검사한다.
만약, S26단계의 검사결과 설정유량 이상의 출탕 유량이 설정시간 이상 연속적으로 감지되면, 제어부(40)는 S24단계로 진행해서 미세열량 제어동작을 반복 수행하도록 제어한다.
반면, S26단계의 검사결과 설정유량 미만의 출탕 유량이 설정시간 이상 연속적으로 감지되면, 제어부(40)는 포스트 포지 동작 후 온수 운전을 종료하도록 제어한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 최대 열량과 필요열량 차를 이용해서 온수 최대 열량 가동온도를 산출해서 최대 열량으로 가동하고, 이후에는 최대 열량에서 필요 열량값까지 지속적으로 미적분 계산하여 출력열량을 조절할 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 온수 운전 모드에서 최대 열량과 필요열량 차를 이용해서 온수 최대 열량 가동온도를 산출해서 최대 열량으로 가동하고, 가동온도에 도달하면 최대 열량에서 필요 열량값까지 지속적으로 미적분 계산하여 출력열량을 조절하는 가스보일러의 온수 출탕 제어방법 기술에 적용된다.
10: 가스보일러 11: 연소부
20: 감지부 21: 유량감지센서
22,23: 제1,제2 온도감지센서
30: 입력부 40: 제어부
41: 온도산출부 42: 열량산출부
43: 신호발생부

Claims (7)

  1. 온수 행정시 출탕 유량 및 온도, 급수온도를 감지하는 감지부,
    사용자로부터 출탕되는 온수의 온도를 설정받는 입력부 및
    상기 입력부를 통해 설정된 설정온도에 기초해서 연소부를 최대 열량으로 구동하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 설정온도와 출탕온도를 이용해서 필요열량을 산출하는 열량산출부,
    온수 최대 열량으로 가동되는 가동온도의 판단 기준값인 α값을 산출하기 위한 상수값을 설정하고, 수학식 1에 의해 상기 α값을 산출하는 온도산출부 및
    산출된 온도 및 열량에 따라 상기 연소부의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 신호발생부를 포함하며,
    상기 감지부에 의해 설정 유량 이상의 출탕 유량이 설정 시간 이상 감지되는 경우, 상기 α값이 0 이하이거나, 상기 출탕 온도가 상기 설정온도와 상기 α값의 차보다 큰 경우, 상기 연소부를 최대 열량으로 가동하는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
    Figure 112017103152824-pat00013
    ...................[수학식 1]
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 가동온도에 도달하면, 열량값을 최대값에서 필요열량값까지 지속적으로 미분 및 적분 계산하여 출력열량을 미세조절 제어하고, 상기 상수값은 상기 설정온도와 난방수 온도의 비교결과에 따라 변경 설정되는 것을 특징으로 하는 가스보일러.
  5. (a) 온수 행정시 유량감지센서를 이용해서 연소부에서 출탕되는 온수의 유량을 감지하는 단계,
    (b) 상기 (a)단계의 감지결과를 이용해서 사용자의 온수 사용이 감지되면, 제어부에서 연소부를 점화시켜, 수학식 1에 의해 산출되는 온수 최대 열량으로 가동되는 가동온도의 판단 기준값인 α값이 0 이하이거나, 출탕되는 온수의 출탕온도가 사용자로부터 설정된 설정온도와 상기 α값의 차보다 큰 경우, 연소부를 최대 열량으로 구동하는 단계 및
    (c) 상기 가동온도에 도달되면, 상기 출탕온도가 상기 설정온도가 되도록, 열량값을 최대값에서 필요열량값까지 지속적으로 미분 및 적분 계산하여 출력열량을 미세조절 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 온수 출탕 제어방법.
    Figure 112017103152824-pat00014
    ...................[수학식 1]
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 (c)단계는 출탕온도가 상기 설정온도와 가동온도의 차 이하이면, 수학식 3에 의해 출력열량을 산출해서 미세조절 제어하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 온수 출탕 제어방법.
    Figure 112017051551335-pat00009
    ................................[수학식 3]
    여기서, F는 설정온도와 급수온도 및 유량을 이용해서 산출되는 피드포워드 열량, P는 미세열량 조절을 위한 비례 성분값, I는 열량의 적분값, Z는 최대 열량에서 설정온도에 도달하기 위한 감소 열량값.
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