KR19990053120A - 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러의 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 실외의 온도가 높거나 낮은 경우에 난방수의 온도가 높거나 낮아져서 발생되는 난방수온도의 편차를 보정하여 항상 사용자에 의하여 설정된 난방수온도로 가스보일러를 제어할 수 있는 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 난방수를 강제순환시키기 위한 순환펌프와, 실외온도를 감지하기 위한 외기온도센서와, 원격지에서 가스보일러를 제어할 수 있는 룸콘을 포함하는 가스보일러에서 수행되며, 사용자에 의하여 가스보일러가 작동되면 마이컴에서 외기온도센서를 사용하여 실외온도를 측정하고, 측정된 외기온도가 설정온도보다 낮으면 순환펌프의 속도를 고속운전시키고, 측정된 외기온도가 설정온도보다 높으면 순환펌프의 속도를 저속운전시키면서 난방수온도를 측정하여 비례제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법

본 발명은 가스보일러의 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 실외의 온도가 높거나 낮은 경우에 난방수의 온도가 높거나 낮아져서 발생되는 온도의 편차를 보정하여 항상 사용자에 의하여 설정된 난방수온도로 가스보일러를 제어할 수 있는 외기온도 보정기능을 가진 보일러 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.

가스보일러를 작동시키기 위하여 사용자는 룸콘(27)에 설치된 입력부의 기능키를 사용하여 난방모드 또는 온수모드를 설정하고 난방수온도 또는 온수온도를 설정한다. 이렇게 설정된 제어데이터는 룸콘(27)의 마이컴에 저장되고 송신부를 통하여 가스보일러의 마이컴(31)에 전달된다. 마이컴(31)은 전송된 제어데이터를 사용하여 가스보일러의 각 전장품을 제어하여 보일러를 작동시킨다.

상기와 같이 사용자에 의하여 보일러가 작동되면, 가스는 가스밸브(1)를 통하여 미리 설정된 양만큼 공급된다. 동시에 주제어부(25)의 마이컴(251)에서는 버너(3)에 공급된 가스를 착화시키기 위하여 이그나이터(5)에 고전압을 출력시킨다. 고전압에 의하여 발생된 불꽃은 공급된 가스에 착화되어서 연소가 수행된다. 동시에 순환펌프(21)를 고속으로 작동시켜 난방수를 순환시킨다.

착화가 수행되면 염전압감지부(7)에서는 착화된 상태에서의 불꽃에 의하여 발생되는 염전압을 측정하고 마이컴(251)에서는 착화가 달성되었는가 아닌가를 판단하여 착화실패면 점화행정을 다시 수행하고 착화가 달성된 것으로 판단되면 정상연소를 수행한다. 상기 점화행정은 통상 2∼3회 계속하여 수행된다.

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 사용자가 온수밸브를 열면 직수가 공급되며 이 때 직수의 이동을 플로우스위치에서 감지하고 온수사용상태를 감지한다. 온수모드로 사용중에는 난방수가 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 구성을 가진 종래 가스보일러에서는 제어를 위하여 난방수의 온도를 측정하여 이용하고 있다. 이러한 난방수온도제어는 응답속도가 빠르므로 온도제어가 용이한 잇점이 있으나, 실외의 온도에 따라서 많은 영향을 받는 문제점이 있었다. 즉 가스보일러의 열교환기(9)로부터 토출되는 난방수온도는 배관을 통과하면서 열을 방출하기 때문에 점차 낮아진다. 이 때 외부의 온도가 높으면 난방환수의 온도도 높아지고 외부온도가 낮으면 난방환수의 온도도 낮아지면서 난방공급수와 난방환수의 온도차가 커지므로 제어에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 실내온도도 높거나 낮아져서 쾌적한 주거환경을 제공하지 못하였던 것이다. 이것은 특히 실내배관의 길이가 긴 경우에 방마다의 기온차가 심하게 발생되는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실외의 온도가 높거나 낮은 경우에 난방수의 온도가 높거나 낮아져서 발생되는 온도의 편차를 보정하여 항상 사용자에 의하여 설정된 난방수온도로 가스보일러를 제어할 수 있는 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 난방수를 강제순환시키기 위한 순환펌프와, 실외온도를 감지하기 위한 외기온도센서와, 원격지에서 가스보일러를 제어할 수 있는 룸콘을 포함하는 가스보일러에서 수행되며, 가스보일러가 작동되면 마이컴에서 외기온도센서를 사용하여 실외온도를 측정하고, 측정된 외기온도가 설정온도보다 낮으면 순환펌프의 속도를 고속운전시키고, 측정된 외기온도가 설정온도보다 높으면 순환펌프의 속도를 저속운전시키면서 난방수온도를 측정하여 비례제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분블럭회로도,

도 3은 종래 외기온도에 의한 난방수온도변화를 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: 배기팬, 15: 물탱크,

17: 온도센서, 19: 삼방변,

21: 순환펌프, 23: 보충수밸브,

25: 외기온도센서, 27: 룸콘,

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 외기온도의 영향으로 난방수의 온도가 높거나 낮아지는 것을 해결하기 위하여 외기온도를 감지하고 그것에 따라서 순환펌프를 고속, 또는 저속으로 운전함으로써 해결할 수 있는 방법이다.

상기와 같은 본 발명의 방법은 도 2에 도시된 것과 같이 외기온도를 감지하는 수단이 부가된 회로에 의하여 수행될 수 있으며 다음과 같은 단계 : 가스보일러가 작동되면 마이컴(31)에서 외기온도센서(25)를 사용하여 실외온도를 측정하는 제1단계; 측정된 외기온도가 설정온도보다 낮으면 마이컴(31)에서 제어신호를 출력하여 순환펌프(21)의 속도를 고속운전시키는 제2단계; 측정된 외기온도가 설정온도보다 높으면 마이컴(31)에서 순환펌프(21)의 속도를 저속운전시키면서 난방수온도를 측정하여 비례제어를 수행하는 제3단계를 포함하고 있다.

사용자가 룸콘(27)을 통하여 제어온도데이터 및 작동명령을 입력시키면 마이컴(31)은 가스밸브(1)를 개방하여 버너(3)에 가스를 공급하고 이그나이터(5)에 고전압을 인가하여 가스에 착화를 시도한다. 이 때 배기팬(13)과 순환펌프(21)는 각각 고속모드로 작동된다. 염전압감지부(7)는 버너(3)에서 착화가 달성되었는가를 확인하는 신호를 마이컴(31)에 입력시킨다. 마이컴(31)은 입력된 신호에 의하여 점화가 달성되었으면 난방수온도에 의한 정상적인 비례제어를 수행한다.

동시에 마이컴(31)은 외기온도센서(25)를 사용하여 실외의 온도를 측정한다. 상기 외기온도센서(25)는 온도를 측정하기 위한 소자로서 예를 들면 온도에 따라서 저항값이 변하는 써미스터와 같은 것을 사용할 수 있다. 또한 외기온도센서(25)의 설치위치는 가스보일러가 설치된 위치에서 가장 근접한 실외, 또는 온도상승이 가장 안되는 실내에 설치할 수 있다. 바람직한 것을 실내온도에 가장 커다란 영향을 끼치는 문과 같은 장소에 설치하는 것이다.

외기온도센서(25)로부터 입력되는 온도데이터를 참고하여 마이컴(31)은 난방수를 강제로 이동시키는 순환펌프(21)를 제어한다. 순환펌프(21)의 속도를 제어함으로써 난방수이동량이 변화하고, 이에 따라서 온도를 변화시킬 수 있기 때문에 본 발명의 방법에서는 순환펌프(21)를 제어하는 것이다.

외기온도센서(25)로부터 감지된 외기온도가 설정온도(α)보다 높으면 이것은 외부공기에 의한 난방수 온도상승이 있는 것으로 판단하고, 설정온도(α)보다 낮으면 온도하강이 발생되는 것으로 판단한다. 상기 설정온도(α)는 실험에 의하여 구할 수 있는 값으로서, 예를 들어서 설정온도(α)는 5∼10℃로 설정될 수 있다. 이 값은 물론 가스보일러가 설치되는 위치에 따라서 변경될 수 있는 값임을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.

외기온도가 설정온도(α)보다 높으면 도 3에 도시된 바와 같이 열방출후에 가스보일러로 복귀하는 환수온도(R. Temp)가 상승한 것으로 판단되므로 마이컴(31)은 실내에 많은 열량을 공급할 필요가 없기 때문에 순환펌프(21)의 속도를 고속에서 저속으로 변경한다. 따라서 난방수의 이동속도가 감소되며 이에 따른 열량공급도 감소되어서 난방수온도는 저하된다.

그러나 외기온도가 설정온도(α)보다 낮으면 열방출후에 가스보일러로 복귀되는 환수온도(R. Temp)는 하강하는 것으로 판단되므로 마이컴(31)은 실내에 더욱 많은 열량을 공급할 필요가 있기 때문에 순환펌프(21)의 속도를 고속으로 유지한다. 또는 초기 작동모드를 중속으로 설정하고 중속으로 유지하다가 고속으로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백하다.

상기와 같이 순환펌프(21)의 속도를 조정한 후에 마이컴(31)은 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 지속적으로 측정하면서 비례제어를 수행한다. 이 때 측정된 난방수온도가 과열방지온도이상이 되면 마이컴(31)은 가스보일러를 오프시키고 그렇지 않으면 외기온도를 측정하면서 비례제어를 계속하여 수행하는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 실외의 온도가 높거나 낮은 경우에 난방수의 온도가 높거나 낮아져서 발생되는 온도의 편차를 보정하여 항상 사용자에 의하여 설정된 난방수온도로 가스보일러를 제어할 수 있는 이점이 있다.

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 제어하는 마이컴(31)과, 난방수를 강제순환시키기 위한 순환펌프(21)와, 실외온도를 감지하기 위한 외기온도센서(25)와, 원격지에서 가스보일러를 제어할 수 있는 룸콘(27)을 포함하는 가스보일러에서 수행되며,

   가스보일러가 작동되면 마이컴(31)에서 외기온도센서(25)를 사용하여 실외온도를 측정하는 제1단계;

   측정된 외기온도가 설정온도(α)보다 낮으면 마이컴(31)에서 제어신호를 출력하여 순환펌프(21)의 속도를 고속운전시키는 제2단계; 및

   측정된 외기온도가 설정온도(α)보다 높으면 마이컴(31)에서 순환펌프(21)의 속도를 저속운전시키면서 난방수온도를 측정하여 비례제어를 수행하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 설정온도(α)이 외기온도로서 5∼10℃로 설정되는 것을 특징으로하는 외기온도 보정기능을 가진 보일러 제어방법.