KR19990053097A - 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 역풍감지를 위하여 풍압스위치를 사용하는 가스보일러에서의 온수사용시 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 역풍에 의하여 가스보일러가 오프되는 경우에도 온수를 계속하여 공급함으로서 사용자의 편의성을 제고할 수 있는 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법은, 마이컴에서 가스보일러의 연소상태를 감지하여 연소중이 아니면 대기상태를 유지하고 연소중이면 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하며, 풍압스위치가 온상태이면 연소를 수행하고 오프상태이면 가스밸브의 작동을 중지시켜서 소화행정을 수행하며, 소화행정후에 작동모드를 감지하여 난방모드이면 풍압스위치가 자연적으로 온된 후에 점화행정을 수행하고 온수모드이면 팬의 풍량을 최대로 상승시켜 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하며, 풍압스위치가 온되면 마이컴에서 가스밸브와 이그나이터에 제어신호를 출력하여 점화행정을 수행하며, 그리고 점화가 달성되면 사용자가 룸콘을 통하여 설정한 온도를 무시하고 최대온도값을 설정값으로 지정하며 팬풍량을 최대공급량으로 고정시키고 최대온도-α에서 비례제어를 수행한다.

Description

풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법

본 발명은 역풍감지를 위하여 풍압스위치를 사용하는 가스보일러에서의 온수사용시 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 역풍에 의하여 가스보일러가 오프되는 경우에도 온수를 계속하여 공급함으로서 사용자의 편의성을 제고할 수 있는 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법에 관한 것이다.

가스보일러는 가스를 연료로 사용하며, 버너에서 연료를 연소시킨 후에 발생되는 고온의 열을 사용하여 난방수를 가열하고 실내에 설치된 난방배관내부를 순환시킴으로써 동절기에 난방을 수행하는 장치이다. 가스는 거의 완전연소되므로 가스보일러는 환경오염의 위험이 적을 뿐만 아니라 사용상의 편리함으로 인하여 점차 사용이 증가하고 있다. 먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 종래 사용되는 가스보일러의 작동상태를 간단히 설명한다.

사용자가 룸콘(29)을 사용하여 제어신호를 입력시켜서 가스보일러가 작동되면, 가스는 가스밸브(1)를 통하여 미리 설정된 양만큼 공급된다. 동시에 마이컴(도 2의 31)에서는 버너(3)에 공급된 가스를 착화시키기 위하여 이그나이터(5)에 고전압을 출력시킨다. 고전압에 의하여 발생된 불꽃은 공급된 가스에 착화되어서 연소가 수행된다. 착화가 수행되면 염전압감지부(7)에서는 착화된 상태에서의 불꽃에 의하여 발생되는 염전압을 측정하고 마이컴(31)에서는 착화가 달성되었는가 아닌가를 판단하여 착화실패면 재점화행정을 수행하고 착화가 달성된 것으로 판단되면 정상연소를 수행한다.

가스연소에 의하여 발생된 고온의 가스는 상부측으로 상승하며 열교환기(9)를 가열한다. 열교환기(9) 내부에 포함된 난방수는 가열되어서 승온된 후에 난방을 위하여 순환된다. 난방모드에서는 가열된 난방수가 공급관(P1)을 통하여 이동된 후에 실내에 설치된 난방배관을 순환하여 다시 환수관(P2)를 통하여 유입된다. 유입된 난방수는 온도를 빼앗긴 상태로서 물탱크(15)에 유입된다. 물탱크(15)의 난방수는 순환펌프(21)에 의하여 다시 열교환기(9)로 유입된다.

한편 온수모드에서는 난방수는 열교환기(9)-순환펌프(21)-삼방변(19)-열교환기(9)의 폐회로를 순환하게 되며, 화살표(A) 방향으로 유입된 직수(냉수)는 열교환기(9)의 난방수에 의하여 간접가열된 후에 화살표(B) 방향으로 출탕된다.

상기와 같은 종래의 가스보일러에서는 안전장치로서 배기후드(11)의 상부측에 풍압스위치(27)를 사용하고 있다. 풍압스위치(27)는 배기연통을 통하여 역풍이 유입되는 경우에 이것을 감지하고 가스보일러를 오프시킴으로서 불완전연소 또는 가스누출로 인한 사고를 미연에 방지하고 있다.

그러나 상기와 같은 안전성에도 불구하고 가스보일러를 사용하여 난방중이거나 온수사용중에 역풍에 의하여 가스보일러가 오프되며 난방이 되지 않거나 온수사용이 불가능한 문제점이 있었다. 특히 목욕을 하는 경우에 역풍에 의하여 온수공급이 중단되어서 낭패를 보는 경우가 자주 발생되었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 역풍에 의하여 가스보일러가 오프되는 경우에도 온수를 계속하여 공급함으로서 사용자의 편의성을 제고할 수 있는 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 역풍발생시에 온수공급을 하는 경우에도 온도에 따른 비례제어를 수행함으로서 신속하게 온수를 공급할 수 있는 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법은, 마이컴에서 가스보일러의 연소상태를 감지하여 연소중이 아니면 대기상태를 유지하고 연소중이면 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하고, 풍압스위치가 온상태이면 연소를 수행하며 오프상태이면 가스밸브의 작동을 중지시켜서 소화행정을 수행하며, 소화행정후에 작동모드를 감지하여 난방모드이면 풍압스위치가 자연적으로 온된 후에 점화행정을 수행하며 온수모드이면 팬의 풍량을 최대로 상승시켜 풍압스위치의 온/오프상태를 감지하고, 풍압스위치가 온되면 마이컴에서 가스밸브와 이그나이터에 제어신호를 출력하여 점화행정을 수행하며, 그리고 점화가 달성되면 사용자가 룸콘을 통하여 설정한 온도를 무시하고 최대온도값을 설정값으로 지정하며 팬풍량을 최대공급량으로 고정시키고 최대온도-α에서부터 비례제어를 수행한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분블럭회로도,

도 3은 본 발명의 방법에 의하여 재설정된 가스량범위를 나타내는 그라프,

도 4는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 가스밸브, 3 : 버너,

5 : 이그나이터, 7 : 염전압감지부,

9 : 열교환기, 11: 배기후드,

13: 팬, 15: 물탱크,

17: 온도센서, 19: 삼방변,

21: 순환펌프, 23: 보충수밸브,

25: 제어부, 27: 풍압스위치,

29: 룸콘, 31: 마이컴.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 풍압스위치를 사용하여 역풍을 감지하는 보일러에 적용되는 것으로서 특히 역풍에 의하여 온수사용중에 가스보일러의 작동이 중단되는 경우에 온수를 신속하게 공급함으로서 사용자의 편리성을 제고할 수 있으며, 특히 재설정된 온수온도에 따라서 비례제어가 가능한 방법이다.

마이컴(31)에서는 가스보일러가 작동되고 정상적인 연소행정이 수행되면 역풍의 유입을 감지하기 위하여 설치된 풍압스위치(27)로부터 입력되는 온/오프신호를 감지한다. 역풍을 감지용의 풍압스위치(27)는 배기후드(11)의 상부측에 설치되는 배기연통을 통과하는 풍량의 변화에 따른 기압차를 감지하기 위한 것으로서 통상적으로 벤츄리관을 포함하고 있다.

또한 벤츄리관의 전,후단에서의 기압차에 의하여 온/오프 되어서 전기적인 연결을 수행하는 스위치가 설치되어 있다. 상기 스위치는 마이컴(31)에 전선에 의하여 연결된다. 역풍이 유입되지 않는 정상적인 연소상태에서 풍압스위치(27)는 온상태를 유지하고 있다. 상기 벤츄리관의 감지압력차를 조정함으로써 역풍감지의 민감성을 조정할 수 있다.

연소도중에 역풍이 유입되어서 풍압스위치(27)가 오프되면 마이컴(31)에서는 가스밸브(1)를 제어하여 가스공급을 차단한다. 따라서 버너(3)에서의 연소행정이 종료된다. 그러나 배기가스를 완전하게 배출하기 위하여 종래와 같이 팬(13)은 일정시간동안 더 동작시킨다. 팬(13)이 구동되고 버너(3)에서의 연소가 중단된 상태에서 마이컴(31)은 현재 가스보일러의 작동모드를 감지한다.

가스보일러의 작동모드는 사용자에 의하여 설정된 난방모드 또는 온수모드로 통상적으로 룸콘(29)을 사용하여 설정한다. 마이컴(31)에서는 룸콘(29)과의 통신을 통하여 작동모드를 미리 감지하고 있으며 이것이 마이컴(31)의 내부메모리소자에 일시저장되어 있다.

가스보일러의 작동모드가 난방모드이면 어느 정도의 시간이 경과하여도 난방수의 잠열에 의하여 실내가 급속하게 식지 않기 때문에 마이컴(31)에서는 정상적인 동작, 즉 역풍의 유입이 해소되어서 풍압스위치(27)가 자연적으로 온상태가 될 때 까지 대기한다.

그러나 온수모드이면 현재 온수를 사용하고 있기 때문에 급속한 온수공급이 요구되므로 마이컴(31)에서는 팬구동부(13a)에 제어신호를 출력하여 팬(13)을 팬에 허용된 최대회전수로 작동시켜 최대풍량을 공급한다. 상기 최대회전수는 정상적인 연소상태에서의 최대제어값보다 더욱 높은 회전수이다.

이렇게 함으로써 공급되는 풍량이 역풍보다 더욱 많은 풍량을 공급하면 역풍이 해소되고 다시 풍압스위치(27)가 온된다. 최대풍량의 공급은 강제적으로 또는 자연적으로 풍압스위치(27)가 온될 때 까지 계속된다.

풍압스위치(27)로부터 온신호가 입력되면 마이컴(31)은 가스밸브(1)를 개방시켜서 가스를 공급한다. 가스가 버너(3)에 공급되면 다시 이그나이터(5)에 고전압을 인가하여 가스를 착화시킨다. 가스에 착화가 달성되면 염전압감지부(7)로부터 입력되는 신호를 감지하여 정상적인 연소상태인가를 확인한다.

정상적인 연소상태로 확인되면 마이컴(31)에서는 사용자에 의하여 설정된 제어온도, 즉 사용자가 룸콘(29)에 설치된 온도제어스위치(미도시됨)를 사용하여 설정한 제어온도를 무시하고 룸콘(29)으로 설정할 수 있는 최고온도로 강제적으로 설정한다.

이 때 본 발명의 방법에 의하여 온도에 따른 비례제어를 수행하는데 필요한 난방수의 온도는 난방수 또는 난방환수의 온도중의 하나를 기준으로 하여 설정할 수 있으며 온도센서(17)를 사용하여 측정한다. 측정된 온도데이터는 마이컴(31)에 입력되어서 현재 난방수의 온도를 인식할 수 있다. 도 1의 도면에서는 난방수의 온도를 기준으로 하도록 온도센서(17)가 설치되어 있다.

이렇게 난방수의 온도가 룸콘(29)에서 설정할 수 있는 최대온도로 강제로 설정된 후에 마이컴(31)에서는 최대온도-α에서부터 비례제어를 수행한다. 따라서 공급되는 온수온도는 온도차가 크지 않고 일정한 온도를 유지할 수 있게 된다. 상기 α값은 강제설정된 룸콘(29)의 최대온도에 따라서 변경될 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백하다.

본 발명의 방법에서 주의할 점은 팬(13)의 풍량이 최대풍량으로 고정된 상태이기 때문에 가스소비량의 공급이 상향조정되어야 한다는 점이다. 즉 팬(13) 풍량이 정상적인 상태에서보다 많아졌기 때문에 가스량과 팬풍량의 언밸런스가 심화되며 종래의 최저가스소비량부터 공급하면 가스의 농도가 희박하여 충분한 열량을 발생시키지 못한다.

따라서 충분한 열량을 공급하기 위하여 도 3의 그라프에서 보는 바와 같이, 종래 최소값보다 상향조정된 새로운 최소값으로 가스소비량을 공급하여야 한다. 상향조정값은 설계시에 실험에 의하여 측정할 수 있으며 이 값들은 마이컴(31)에 미리 저장된다.

이것을 온도제어측면에서 고찰하면 온도제어범위의 하한치도 역시 상향조정하여야 하며, 룸콘(29)에 의하여 설정될 수 있는 온도제어범위의 최소값+β 이상의 온도범위에서 비례제어를 수행하여야 함을 알 수 있을 것이다. 상기 β값도 역시 실험에 의하여 구할 수 있는 값이다.

본 발명에 의한 온수공급을 위한 역풍시 제어방법은, 그러나, 사용자가 온수사용을 중단하면 해제된다. 즉 사용자가 온수사용을 중지하고 온수모드->난방모드로 전환하게 되면 난방사용시에 풍압스위치(28)가 오프되어도 상기 설명에서와 같이 자연적으로 풍압스위치(27)가 온되어야 점화행정을 수행하여 난방을 한다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 역풍에 의하여 가스보일러가 오프되는 경우에도 온수를 계속하여 공급함으로서 사용자의 편의성을 제고할 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 (2)

1. 전체 행정을 제어하기 위한 마이컴(31)과, 버너(3)에 소정량의 가스를 가변공급하기 위한 가스밸브(1)와, 버너(3)에서의 연소에 필요한 공기를 공급하고 동시에 연소된 배기가스를 외부로 배출하는 것으로 팬구동부(13a)에 의하여 회전수가 조정되는 팬(13)과, 역풍이 유입되면 오프되는 풍압스위치(27)를 포함하는 가스보일러에 있어서,

   마이컴(31)에서 가스보일러의 연소상태를 감지하여 연소중이 아니면 대기상태를 유지하고 연소중이면 풍압스위치(27)의 온/오프상태를 감지하는 제1단계;

   풍압스위치(27)가 온상태이면 연소를 수행하며 오프상태이면 가스밸브(1)의 작동을 중지시켜서 소화행정을 수행하는 제2단계;

   소화행정후에 작동모드를 감지하여 난방모드이면 풍압스위치(27)가 자연적으로 온된 후에 점화행정을 수행하며 온수모드이면 팬(13)의 풍량을 최대로 상승시켜 풍압스위치(27)의 온/오프상태를 감지하는 제3단계;

   풍압스위치(27)가 온되면 마이컴(31)에서 가스밸브(1)와 이그나이터(5)에 제어신호를 출력하여 점화행정을 수행하는 제4단계; 및

   점화가 달성되면 사용자가 룸콘(29)을 통하여 설정한 온도를 무시하고 최대온도값을 설정값으로 지정하며 팬풍량을 최대공급량으로 고정시키고 최대온도-α에서 비례제어를 수행하는 제5단계로 구성됨을 특징으로 하는 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 버너(3)에 공급되는 가스소비량의 최소값이 정상적인 연소상태보다 상향조정되어서 공급되는 것을 특징으로 하는 풍압스위치를 이용한 역풍시 제어방법.