KR19990017388A

KR19990017388A - 가스보일러의 온수온도 제어방법

Info

Publication number: KR19990017388A
Application number: KR1019970040302A
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 온수모드 사용중에 버너에서 최소출력으로 연소되는 경우에 발생되는 온수온도 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 온수온도변화와 난방수온도변화량을 측정하여 온도변화에 따라서 온수공급상태를 조정함으로서 온수온도를 균일하게 제어하고 출탕을 원활하게 할 수 있는 가스보일러의 온수온도 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 가스보일러의 온수온도 제어방법은, 온수모드에서 최소출력상태를 마이컴에서 감지하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr), 및 온수온도(Tw)를 측정하는 제1단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도를 초과하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr)를 사용하여 온수공급상태를 판단하고 제어하는 제2단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도보다 높으면 정상비례연소를 수행하고 낮으면 최대화력으로 연소행정을 수행하는 제3단계; 최대화력에서도 온수온도(Tw)가 설정온도(T)보다 낮으면 솔레노이드밸브를 오프시키는 제4단계; 및 솔레노이드밸브가 오프된 상태에서 플로우스위치가 오프되면 보일러를 오프시키는 제5단계로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 온수온도 제어방법

가스보일러는 청정연료인 가스를 사용하기 때문에 공해배출물질이 감소하며, 또한 유류사용보일러보다 취급이 쉽기 때문에 가정에서의 사용이 점차 증가하고 있다. 이러한 가스보일러는 다양한 종류가 시중에서 판매되고 있다.

먼저 도 1-도 2를 참고하여 보일러의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

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 물탱크의 난방수를 유도하는 환수관(40), 열교환기(30)에서 승온된 난방수를 배출하는 공급관(38), 난방수의 유로를 제어하기 위한 삼방변(36), 난방수를 보충하기 위한 물탱크(34)등이 도시되어 있다. 도 2에 도시된 것과 같이 마이컴(26)은 보일러작동프로그램이 내장된 것으로서 사용자의 명령신호에 따라서 전장품을 제어하여 보일러를 제어한다.

상기와 같이 구성된 종래의 가스보일러에서 온수모드로 사용중에 최저가스발열량으로 연소되는 경우에 사용자에 의하여 설정된 온수온도보다 낮거나 또는 매우 높은 온도의 온수가 출탕되거나 또는 온수출탕이 불가능한 문제점이 발생된다.

이것은 직수를 공급하는 직수관(2a)에 연결되어서 직수공급상태를 감지하는 플로우스위치(2)의 저항이 높은 경우 또는 공급되는 직수의 수압이 낮은 경우에 주로 발생된다. 특히 동절기에 이러한 상태가 발생되면 온수사용이 불가능하므로 사용자는 잠시 사용을 중단하여야 하지만 목욕이나 온수사용중에 큰 불편을 초래하였던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 온수온도변화와 난방수온도변화량을 측정하여 온도변화에 따라서 온수공급상태를 조정함으로서 온수온도를 균일하게 제어하고 출탕을 원활하게 할 수 있는 가스보일러의 온수온도 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스보일러의 온수온도 제어방법은, 온수모드에서 최소출력상태를 마이컴에서 감지하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr), 및 온수온도(Tw)를 측정하는 제1단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도를 초과하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr)를 사용하여 온수공급상태를 판단하고 제어하는 제2단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도보다 높으면 정상비례연소를 수행하고 낮으면 최대화력으로 연소행정을 수행하는 제3단계; 최대화력에서도 온수온도(Tw)가 설정온도(T)보다 낮으면 솔레노이드밸브를 오프시키는 제4단계; 및 솔레노이드밸브가 오프된 상태에서 플로우스위치가 오프되면 보일러를 오프시키는 제5단계로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 블록회로도,

도 3은 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 플로우밸브, 2a,3a: 직수관,

3 : 솔레노이드밸브, 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 가스보일러의 온수온도 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 온수모드에서 최소출력으로 연소시켜도 사용자에 의하여 설정된 온수온도(Tw)를 초과하여 과열되거나 또는 도달하지 못하여 온도가 낮은 경우에 온수온도를 제어하는 방법으로서, 특히 온수온도 이외에 난방공급수온도와 난방환수온도를 더 측정하여 온도제어에 이용함으로서 출탕되는 온수온도를 정밀하게 제어하여 사용자의 불편을 해소할 수 있는 것이다.

본 발명의 방법은 다음과 같은 단계 : 온수모드에서 최소출력상태를 마이컴에서 감지하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr), 및 온수온도(Tw)를 측정하는 제1단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도를 초과하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr)를 사용하여 온수공급상태를 판단하고 제어하는 제2단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도보다 높으면 정상비례연소를 수행하고 낮으면 최대화력으로 연소행정을 수행하는 제3단계; 최대화력에서도 온수온도(Tw)가 설정온도(T)보다 낮으면 솔레노이드밸브를 오프시키는 제4단계; 및 솔레노이드밸브가 오프된 상태에서 플로우스위치가 오프되면 보일러를 오프시키는 제5단계로 구성된다.

본 발명은 특히 제2단계에서 난방공급수온도(Ts)와 난방환수온도(Tr)의 온도차를 이용하여 보일러를 온/오프 제어함으로서 정밀온도제어가 가능하며, 제4단계에서는 온수온도(Tw)가 설정온도보다 낮은 경우에는 직수공급량을 제어하여 온도제어할 수 있다.

또한 직수공급상태도 플로우스위치(2)를 통과하는 직수관(2a)과 그것과 병렬연결되고 솔레노이드밸브(3)에 의하여 개폐되는 별도의 직수관(3a)에 의하여 직수공급량이 변경된다. 통상적인 보일러 작동상태에서는 솔레노이드밸브(3)는 개방되어서 직수공급량이 증가된다.

보일러가 작동되면 마이컴(26)에서는 먼저 현재의 보일러 작동상태를 감지하고 온수모드에서 최소출력으로 연소하는 것으로 판단되면 온도감지부(10)의 온도감지센서(10a,10b,10c)를 사용하여 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr), 및 온수온도(Tw)를 측정한다.

온도감지센서(10a,10b,10c)의 설치위치는 도 1에 도시된 바와 같이, 온도감지센서(10a)는 열교환기(30)로부터 출력되는 난방수의 온도를 측정하도록 급수관(38)상에 위치하며, 온도감지센서(10b)는 물탱크(34)에서 열교환기(30)로 난방수를 이동시키는 통로인 환수관(40)에 설치되며, 온도감지센서(10c)는 승온되어서 출탕되는 온수의 온도를 측정하도록 직수관(3a)에 연결되어 있다.

각각의 온도감지센서로부터 측정된 온도데이타가 마이컴(26)에 입력되면 마이컴(26)에서는 이 온도데이타를 내부메모리에 일시적으로 저장한다. 온도데이타가 저장된 상태에서 마이컴(26)은 측정된 온수온도(Tw)와 사용자에 의하여 설정된 온수온도를 비교한다.

이러한 비교과정은 종래의 방식과 마찬가지로 설정된 온수온도로 온수를 공급하기 위하여 수행된다. 비교결과 온수온도가 설정온도의 허용오차(β) 범위내에 존재하면 마이컴(26)에서는 버너(28)에서 정상연소를 수행하는 것으로 판단하고 연소상태를 유지한다.

그러나 최소출력연소상태에서도 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도의 허용오차(β) 범위를 초과하여 상승하면 마이컴(26)에서는 정밀비교를 위하여 난방공급수온도(Ts)와 난방환수온도(Tr)를 비교하게 된다. 이러한 비교과정은 모두 마이컴(26) 내부에서 수학적인 알고리즘에 의하여 간단하게 처리될 수 있다.

|Ts-Tr| ≤ α(α는 2∼4℃로서 정상적인 연소상태에서 온수사용시의 난방공급수와 난방환수의 온도차)를 만족하면 마이컴(26)에서는 정상연소로 판단하고 연소상태를 지속한다. 이 경우에 수압이 저하되어서 플로우스위치(2)가 오프되어도 직수관(3a)을 통하여 직수가 공급되므로 연소상태는 계속 유지한다.

상기의 온도관계를 만족하지 못하면 마이컴(26)은 다시 측정된 온도데이타를 사용하여 Ts-Tr α를 만족하는 가를 판단하게 된다. 이것을 만족하는 온도상태는 난방공급수온도(Ts)는 높지만 난방환수온도(Tr)는 매우 낮으므로 온수사용이 중지된 상태로서 마이컴(26)은 보일러를 오프시키도록 제어신호를 출력하여 작동을 중지시킨다.

최소출력연소상태에서 온수온도(Tw)가 설정온도의 상한허용치보다 낮은 온도를 유지하고 하한허용오차(β)보다 높은 온도상태에 있으면 이것은 설정온도의 허용오차범위내에 있는 것이므로 마이컴(26)에서는 정상비례제어연소상태를 유지한다. 그러나 하한허용오차(β)보다 낮은 상태에 있으면 온수온도(Tw)를 상승시키기 위하여 마이컴(26)에서는 가스공급량을 증가시켜 출력을 증대시킨다. 이러한 증가량은 최대출력량이 될 때 까지 계속된다.

출력이 최대로 된 후에 마이컴(26)에서는 온수온도(Tw)를 재측정하여 온수온도가 상승하여서 설정온도범위에 도달할 때 까지 제어를 계속하게 된다. 그러나 최대출력연소상태에서도 온수온도(Tw)가 상승하지 않으면 급수되는 직수량이 많은 것으로 판단하여 솔레노이드밸브(3)를 오프시킨다.

따라서 직수관(2a,3a)을 통하여 유입되는 전체직수공급량이 감소하므로 온수온도는 상승하게 되는 것이다. 온수온도(Tw)가 상승함에 따라서 마이컴(26)에서는 최소출력연소상태, 난방공급수온도, 난방환수온도, 및 온수온도등을 재측정하여 온도제어를 수행한다.

그러나 솔레노이드밸브(3)가 오프된 상태에서 플로우스위치(2)가 오프된 것으로 감지되면 마이컴(26)에서는 직수공급이 완전히 중단된 상태이므로 보일러를 오프시키기 위하여 제어신호를 출력한다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 온수온도변화와 난방수온도변화량을 측정하여 온도변화에 따라서 온수공급상태를 조정함으로서 온수온도를 균일하게 제어하고 출탕을 원활하게 할 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

온수모드에서 최소출력상태를 마이컴에서 감지하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr), 및 온수온도(Tw)를 측정하는 제1단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도를 초과하면 난방공급수온도(Ts), 난방환수온도(Tr)를 사용하여 온수공급상태를 판단하고 제어하는 제2단계; 측정된 온수온도(Tw)가 설정온도보다 높으면 정상비례연소를 수행하고 낮으면 최대화력으로 연소행정을 수행하는 제3단계; 최대화력에서도 온수온도(Tw)가 설정온도(T)보다 낮으면 솔레노이드밸브(3)를 오프시키는 제4단계; 및 솔레노이드밸브가 오프된 상태에서 플로우스위치가 오프되면 보일러를 오프시키는 제5단계로 구성됨을 특징으로 하는 가스보일러의 온수온도 제어방법.
제1항에 있어서, 직수공급이 병렬연결된 한 쌍의 직수관(2a,3a)에 의하여 공급되는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 온수온도 제어방법.