KR19990017380A

KR19990017380A - 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법

Info

Publication number: KR19990017380A
Application number: KR1019970040294A
Authority: KR
Inventors: 박재경
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-15

Abstract

본 발명은 가스보일러의 과열방지방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 대기개방식 팽창탱크에 물이 없는 상태에서 가스보일러가 작동되어서 열교환기가 소손되는 것을 방지하고 더 나아가서는 가스보일러의 과열을 2중으로 감지하여 보일러가 소손되는 것을 방지할 수 있는 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법에 관한 것이다.

본 발명의 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법은, 보일러의 전체 행정을 제어하는 마이컴(26)과, 상기 마이컴(26)에 난방수의 온도를 입력하는 온도감지부(10)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 보일러의 작동상태를 마이컴(26)에서 감지하는 제1단계; 보일러가 작동중이면 온도측정수단을 사용하여 배기후드를 통과하는 배기가스의 온도를 마이컴(26)에서 측정하는 제2단계; 측정된 배기가스온도를 마이컴(26)에 저장된 설정온도와 비교하는 제3단계; 및 마이컴(26)에서의 비교결과 배기가스온도가 (설정온도+α)보다 크면 과열상태로 판단하여 보일러를 오프시키고, 적으면 정상상태로 판단하여 보일러를 정상동작시키는 제4단계로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법

가스보일러는 청정연료인 가스를 사용함으로서 공해물질의 배출이 적으며 취급상의 용이함으로 인하여 점차 사용이 증가하고 있다. 통상의 가스보일러는 버너에서 연료를 연소시킨후에 생성되는 고온의 열기를 사용하여 난방수를 가열하고 일정온도까지 승온된 난방수를 실내에 설치된 배관을 순환시킴으로서 난방을 수행하는 기기이다. 따라서 난방수의 자연적인 감소를 보충하고 난방수의 순환에 따른 압력을 해소하기 위하여 팽창탱크(물탱크)를 사용하고 있다.

그럼 도 1-도3을 참고하여 종래 사용되는 가스보일러의 구조와 작동상태를 설명한다. 도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 일구성예로서, 온수사용시 직수(냉수)의 공급여부를 감지하는 플로우스위치(2), LNG 또는 LPG를 공급하는 가스관의 중간에 설치된 가스밸브(4), 가스밸브(4)를 통과한 가스를 연소시키기 위한 버너(28), 버너(28)에 공급된 가스를 착화시키기 위한 이그나이터(22), 버너(28)에서의 연소상태를 감지하기 위한 염전압감지부(12), 버너(28)에서 연소된 후에 상승하는 고온의 열에 의하여 난방수를 가열하기 위한 열교환기(30), 열교환기(30)를 통과한 배기가스를 외부로 유도하기 위한 배기후드(32), 배기후드(32)의 상측단부에 부착되어서 배기가스를 강제로 배출하는 배기팬(14), 열교환기(30)로 난방수를 유도하는 환수관(40), 열교환기(30)에서 승온된 난방수를 배출하는 공급관(38), 난방수의 유로를 제어하기 위한 삼방변(36), 및 난방수를 보충하기 위한 것으로 내부에 수위감지부(8)가 설치된 팽창탱크(34)등이 도시되어 있다. 도 2에 도시된 것과 같이 마이컴(26)은 보일러작동프로그램이 내장된 것으로서 사용자의 명령신호에 따라서 다수의 연결된 전장품을 제어하여 보일러를 제어하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 종래의 가스보일러에서 팽창탱크(34) 내부에 설치된 수위감지부(8)에 고장이 발생되면 난방에 필요한 물을 즉시 보충하지 못하고 물이 부족한 경우가 발생된다. 특히 수위감지부(8)가 고장나는 시점에서 물이 가득차 있으면 어느 정도 고장을 발견할 수 있는 시간적인 여유가 있으나 물이 바닥상태인체로 수위감지부(8)에 고장이 발생되는 경우에는 난방수가 부족하여 보일러가 파손되는 문제점이 있었다.

상세히 설명하면, 팽창탱크(34)에 저장된 물이 바닥인 상태에서는 팽창탱크(34)로부터 난방수가 열교환기(30)로 충분히 공급되지 못하므로 물부족이 심화되어서 고온의 배기가스로부터 충분한 열을 빼앗지 못하므로 고온의 열에 의하여 열교환기(30) 자체가 소손되었던 것이다.

종래에는 보일러가 과열되는 것을 차단하기 위하여 열교환기(30)의 난방환수관(40)의 표면에 과열방지센서(10a)가 설치되어 있지만 이것의 측정온도는 98℃, 또는 105℃로 설정되어 있기 때문에 매우 늦게 반응하여서 열교환기의 파손을 미연에 방지할 수 없었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 대기개방식 팽창탱크에 물이 없는 상태에서 가스보일러가 작동되어서 열교환기가 소손되는 것을 방지하고 더 나아가서는 가스보일러의 과열을 2중으로 감지하여 보일러가 소손되는 것을 방지할 수 있는 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법은, 보일러의 행정을 제어하는 마이컴(26)과, 상기 마이컴(26)에 난방수의 온도를 입력하는 온도감지부(10)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 보일러의 작동상태를 마이컴(26)에서 감지하는 제1단계; 보일러가 작동중이면 온도측정수단을 사용하여 배기후드(32)를 통과하는 배기가스의 온도를 마이컴(26)에서 측정하는 제2단계; 측정된 배기가스온도를 마이컴(26)에 저장된 설정온도와 비교하는 제3단계; 및 마이컴(26)에서의 비교결과 배기가스온도가 (설정온도+α)보다 크면 과열상태로 판단하여 보일러를 오프시키고, 적으면 정상상태로 판단하여 보일러를 정상동작시키는 제4단계로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 개략적인 블록회로도,

도 3a는 정상적인 배기가스온도를 나타내는 그라프, 도 3b는 난방수가 없는 경우의 배기가스온도를 나타내는 그라프,

도 4는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 플로우밸브, 4 : 가스밸브,

6 : 팬회전수감지부, 8 : 수위감지부,

10: 온도감지부, 12: 염전압감지부,

14: 배기팬, 16: 전원공급부,

18: 자동보충수밸브, 20: 순환펌프,

22: 이그나이터, 24: 룸콘,

26: 마이컴, 28: 버너,

30: 열교환기, 32: 배기후드,

34: 물탱크, 36: 삼방변,

38: 공급관, 40: 환수관.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 자연감소로 인하여 부족해지는 난방수를 공급하는 팽창탱크의 수위를 측정하는 수위감지부에 고장이 발생되는 경우에 물부족으로 인한 열교환기의 파손을 방지하는 방법으로서, 열에 대한 반응속도가 느린 난방수의 온도대신에 반응속도가 빠른 배기가스의 온도를 측정하여 보일러가 과열되는 것을 방지하는 방법인 것이다.

본 발명의 방법은 수위감지부에 고장이 발생된 경우뿐만 아니라 수압이 낮아서 만성적인 물부족현상을 보이는 경우에도 적용될 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 방법은 다음과 같은 단계 : 보일러의 작동상태를 마이컴(26)에서 감지하는 제1단계; 보일러가 작동중이면 온도측정수단을 사용하여 배기후드를 통과하는 배기가스의 온도를 마이컴(26)에서 측정하는 제2단계; 측정된 배기가스온도를 마이컴(26)에 저장된 설정온도와 비교하는 제3단계; 및 마이컴(26)에서의 비교결과 배기가스온도가 (설정온도+α)보다 크면 과열상태로 판단하여 보일러를 오프시키고, 적으면 정상상태로 판단하여 보일러를 정상동작시키는 제4단계로 구성된다. 이것을 도 4의 플로우차트를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 먼저 마이컴(26)에서 현재 보일러의 작동상태를 감지하여 시작된다. 사용자에 의하여 보일러작동명령이 입력되면 이것은 마이컴(26)에 입력되므로 마이컴(26)은 보일러의 작동상태를 감지할 수 있다. 작동명령에 의하여 마이컴(26)은 배기팬(14)을 구동시키고, 가스밸브(4)를 열어서 소정량의 가스를 공급하며, 이그나이터(22)에 고전압을 인가하여 버너(28)에서 가스에 착화행정을 수행하게 된다. 착화완료상태는 염전압감지부(12)로부터 입력되는 염전압을 측정하여 인식한다.

보일러가 작동된후에 마이컴(26)은 온도감지센서(10a)를 포함하는 온도감지부(10)로부터 입력되는 난방수의 온도를 측정하여 난방모드에서는 사용자에 의하여 설정된 난방수온도(난방공급수 및 난방환수온도)를 측정하고 온수모드에서는 온수온도를 측정하여 필요한 제어동작을 취하게 되는 것이다.

동시에 마이컴(26)에서는 배기가스의 온도를 측정하게 된다. 배기가스온도는 배기후드(32)의 표면에 부착된 온도측정센서(10c)를 사용하여 측정한다. 측정된 온도데이타는 마이컴(26)에 입력된다. 마이컴(26)에서는 배기가스온도데이타가 입력되면 이것을 미리 저장된 설정온도와 비교한다.

상기 설정온도는 정상적인 열교환에 의하여 열을 빼앗긴 후에 배기후드(32)를 통하여 외부로 배기되는 가스의 온도가 된다. 이러한 설정온도의 범위는 버너(28)에서 연소되는 가스량에 따라서 변화하는 것이기 때문에 설정온도는 가스공급량의 전체 범위에 대하여 설정되는 것이 바람직하다. 도 3a는 종래 가스보일러에서의 배기가스의 온도변화를 도시한 그라프로서 종래의 가스보일러에서는 설정온도(T)보다 배기가스온도는 항상 낮은 상태가 정상임을 알 수 있다.

측정된 배기가스의 온도와 설정온도와의 비교결과, 배기가스의 측정온도가 (설정온도+α)보다 크면 마이컴(26)은 열교환기(30)를 통과하는 난방수가 열을 효율적으로 흡수하지 못하는 것으로 판단한다. 즉 난방수가 부족한 것으로 감지하고 과열상태로 판단하는 것이다. 과열상태로 판단되면 마이컴(26)에서는 제어신호를 출력하여 가스밸브(4)를 차단하여 가스공급을 중단하고 순환펌프(20)의 작동을 일정시간후에 중지시키며 배기팬(14)의 회전도 일정시간후에 중지시켜 보일러를 오프시킨다. 그러나 비교결과, 배기가스의 측정온도가 (설정온도+α)보다 작으면 마이컴(26)에서는 정상적인 동작상태로 인식하고 보일러의 작동을 지속하며 사용자에 의하여 설정된 온도에 따라서 제어행정을 수행한다.

도 3b는 본 발명에 의한 배기가스의 온도변화를 표시한 것으로서, 특히 열교환기 내부에 난방수가 흐르지 않거나 적은 양이 흐르는 경우에 배기가스의 온도변화를 도시한 것이다. 특히 이경우에는 도 3a와 비교하면 배기가스의 온도상승률이 매우 급격하게 상승한 것을 알 수 있다. 이러한 점을 고려하면 본 발명의 방법에서의 배기가스온도측정을 온도상승률을 사용하여도 가능하다는 것을 알 수 있다.

즉 온도상승률=(ΔT/t)이 특정값(β)보다 큰 경우에는 난방수에 의한 열흡수가 적으므로 난방수가 부족함을 알 수 있고 적은 경우에는 난방수가 충분하여 열흡수가 잘되고 있음을 알 수 있다. 상기 특정값(β)는 실험에 의하여 구할 수 있는 값이다.

상기와 본 발명에 의하면 대기개방식 팽창탱크에 물이 없는 상태에서 가스보일러가 작동되어서 열교환기가 소손되는 것을 방지하고 더 나아가서는 가스보일러의 과열을 2중으로 감지하여 보일러가 소손되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있는 것이다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims

보일러의 행정을 제어하는 마이컴(26)과, 상기 마이컴(26)에 난방수의 온도를 입력하는 온도감지부(10)를 포함하는 가스보일러에 있어서, 보일러의 작동상태를 마이컴(26)에서 감지하는 제1단계; 보일러가 작동중이면 온도측정수단을 사용하여 배기후드를 통과하는 배기가스의 온도를 마이컴(26)에서 측정하는 제2단계; 측정된 배기가스온도를 마이컴(26)에 저장된 설정온도와 비교하는 제3단계; 및 마이컴(26)에서의 비교결과 배기가스온도가 (설정온도+α)보다 크면 과열상태로 판단하여 보일러를 오프시키고, 적으면 정상상태로 판단하여 보일러를 정상동작시키는 제4단계로 구성됨을 특징으로 하는 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법.
제1항에 있어서, 상기 배기가스의 과열상태를 판단하는 기준을 배기가스의 온도상승률(ΔT/t)에 의하여 수행하는 것을 특징으로 하는 배기가스온도를 이용한 가스보일러의 과열방지방법.