KR19990053122A - 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 난방에 대한 응답속도가 빠른 난방공급온도와 사용자가 실제 체감하는 실온을 사용하여 소비자에 의하여 설정된 온도에 신속하고 정확하게 도달할 수 있어서 난방효율이 증가되는 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법은, 전체 행정을 제어하며 주제어부에 설치되는 마이컴과, 실내온도를 측정하는 실온감지부와 마이컴을 가진 룸콘을 포함하는 가스보일러에서 수행되며, 사용자에 의하여 실온이 설정되고 작동명령이 입력되면 마이컴에서 이것을 감지하고 점화 및 연소행정을 수행하고, 룸콘에 설치된 실온감지부를 사용하여 실온을 측정하고 온도센서를 사용하여 난방공급온도를 측정하고, 실온이 설정온도+α보다 적으면 난방공급온도를 기준으로 제어를 수행하고, 실온이 설정온도+α보다 크면 최저발열량으로부터 난방공급온도에 따른 비례제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법

본 발명은 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 난방에 대한 응답속도가 빠른 난방공급온도와 사용자가 실제 체감하는 실온을 사용하여 소비자에 의하여 설정된 온도에 신속하고 정확하게 도달할 수 있어서 난방효율이 증가되는 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법에 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 입력부(273)의 기능키를 사용하여 난방모드 또는 온수모드를 설정하고 난방수온도 또는 온수온도를 설정한다. 이렇게 설정된 제어데이터는 룸콘(27)의 마이컴(271)에 저장되고 송신부(275)를 통하여 가스보일러의 주제어부(25)에 설치된 마이컴(251)에 전달된다. 마이컴(251)은 전송된 제어데이터를 사용하여 가스보일러의 각 전장품을 제어하여 보일러를 작동시킨다. 룸콘(27)에 설치된 실온감지부(277)는 실내온도를 측정하여 마이컴(271)에 입력시키는 것으로서 써미스터와 같은 저항소자를 사용한다. 사용자에 의하여 설정된 데이터는 표시부(272)를 통하여 시각적으로 표시된다. 미설명부호(274)는 오동작발생시에 룸콘(27)을 초기화시키는 리셋트부이다.

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.

종래 가스보일러의 제어방식은 온도제어를 주로 수행하는데 열교환기(9)로부터 토출되는 난방수(공급수 또는 환수)의 온도를 기준으로 하여 제어하거나 실내온도를 측정하고 이것을 기준으로 제어하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 난방수온도제어방법은 가열되는 난방수의 온도를 즉시 측정함으로서 응답속도가 빠른 장점이 있으나 사용자가 실제 체감하는 실온과는 차이가 있어서 적정한 온도설정에 어려움이 있었다. 또한 실온제어방법은 사용자가 체감하는 온도를 제어변수로 사용하기 때문에 쾌적한 온도를 설정할 수 있으나 응답속도가 늦어서 설정된 온도에 늦게 도달하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 난방에 대한 응답속도가 빠른 난방공급온도와 사용자가 실제 체감하는 실온을 사용하여 소비자에 의하여 설정된 온도에 신속하고 정확하게 도달할 수 있어서 난방효율이 증가되는 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법은, 사용자에 의하여 실온이 설정되고 작동명령이 입력되면 마이컴에서 이것을 감지하고 점화 및 연소행정을 수행하고, 룸콘에 설치된 실온감지부를 사용하여 실온을 측정하고 온도센서를 사용하여 난방공급온도를 측정하고, 실온이 설정온도+α보다 적으면 난방공급온도를 기준으로 제어를 수행하고, 실온이 설정온도+α보다 크면 최저발열량으로부터 난방공급온도에 따른 비례제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분블럭회로도,

도 3은 본 발명에 의한 가스보일러의 작동상태를 나타내는 플로우차트,

도 4는 본 발명의 방법에 의한 설정온도변화를 나타내는 그라프이다.

<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: 주제어부, 27: 룸콘,

251,271: 마이컴, 272: 표시부,

273: 입력부, 274: 리셋트부,

275: 송신부, 276: 수신부,

277: 실온감지부.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 종래 사용되는 난방수온도제어와 실온온도제어방법에서의 장점만을 이용함으로서 사용자 설정온도에 신속하게 도달하고 난방효율을 높일 수 있는 방법이다.

상기와 같은 본 발명의 방법은 도 2에 도시된 회로에 의하여 수행될 수 있으며, 다음과 같은 단계 : 룸콘(27)의 입력부(273)를 통하여 사용자에 의하여 실온이 설정되고 보일러 작동명령이 입력되면 마이컴(271)에서 이것을 감지하고 점화 및 연소행정을 수행하도록 마이컴(251)에 제어신호를 출력하는 제1단계; 룸콘(27)에 설치된 실온감지부(277)를 사용하여 마이컴(271)에서 실온을 측정하고 마이컴(251)에서 온도센서(17)를 사용하여 난방공급온도를 측정하는 제2단계; 측정된 실온이 사용자에 의하여 설정된 설정온도+α보다 적으면 난방공급온도를 기준으로 제어를 수행하는 제3단계; 및 측정된 실온이 설정온도+α보다 크면 최저발열량으로부터 난방공급온도에 따른 비례제어를 수행하는 제4단계를 포함하고 있다. 이것을 도 3의 플로우차트를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

룸콘(27)의 입력부(273)를 통하여 사용자가 실온으로 온도설정을 하면 이것은 마이컴(271)에 저장되고 동시에 표시부(272)를 통하여 시각적으로 표시된다. 그 후에 사용자가 보일러 작동명령을 입력하면 마이컴(271)은 주제어부(25)의 마이컴(251)에 제어신호를 출력하여 점화 및 연소행정을 수행하도록 제어신호를 출력한다. 이것은 본질적으로 실온제어방법과 유사한 방법이다.

마이컴(271)으로부터 제어신호가 입력되면 주제어부(25)에 설치된 마이컴(251)은 가스밸브(1)를 개방하여 버너(3)에 가스를 공급하면서 이그나이터(5)에 고전압을 인가하여 불꽃을 발생시켜 착화를 시도한다. 착화가 성공하면 염전압감지부(7)에서 이것을 감지하여 마이컴(251)에 입력시킴으로서 가스보일러는 정상연소상태를 진행한다. 이 때 가스량은 온도를 신속하게 상승시키기 위하여 최대화력으로 공급된다.

상기와 같이 정상연소가 진행되면서 마이컴(271)은 룸콘(27)에 설치된 실온감지부(277)를 사용하여 실내온도(실온)을 측정한다. 동시에 마이컴(251)은 온도센서(17)로부터 난방공급온도도 측정한다. 이 때 측정되는 실온과 난방공급온도는 마이컴(251)에 저장되며 송신부(275)와 수신부(276)를 사용하여 상호데이터교환이 이루어진다.

상기와 같이 실온 및 난방공급온도가 측정되면 마이컴(251)에서는 사용자에 의하여 룸콘(27)을 통하여 설정된 실온설정온도와 측정된 실온을 비교한다. 비교결과, 측정된 실온 > 설정온도+α, 즉 측정된 실온이 사용자에 의하여 설정된 설정온도+α보다 크면 마이컴(251)은 난방공급온도를 기준으로 비례제어를 수행한다. 상기 α는 임의의 값이 될 수 있으며 예를 들어서 2℃로 설정할 수 있다.

다시 말하면, 이 상태에서는 충분히 난방공급온도가 높으며 동시에 실온도 설정된 온도를 초과하였기 때문에 비례제어를 수행하여 온도를 하향으로 미세제어함으로써 종래와 같은 제어의 효율성을 달성하기 위한 것이다.

비례제어를 수행하기 위하여 마이컴(251)은 가스보일러의 가스밸브(1)를 제어하여 버너(3)의 최소화력으로부터 연소행정을 시작하면서 서서히 가스공급량을 증가시켜 연소를 수행한다. 특히 가스밸브(1)의 스텝간 이동시간을 단축시킴으로써가스공급량의 감소속도가 빨라지므로 난방수의 온도가 급격하게 하강하는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 방법에 의한 설정온도에 따른 온도변화를 도시한 그라프이다. 도시된 바와 같이, 초기에는 화력이 최대화력으로 연소됨으로 설정온도에 급속하게 도달된다. 그러나 설정온도+α에서부터 비례제어가 수행되기 때문에 온도의 급격한 상승이 중지되고 설정온도에 완만하게 도달하여 제어됨을 알 수 있다.

실온과 설정온도와의 비교결과, 실온 < 설정온도+α, 즉 실온이 설정온도+α보다 적으면 온도의 상승이 더 필요하기 때문에 마이컴(251)은 최대화력으로 계속하여 연소행정을 수행한다. 이 때 가스보일러의 안전을 위하여 과열발생위험온도인 한계온도에 도달하면 마이컴(251)에서 이것을 감지하고 가스보일러를 오프시킨다. 이것은 비례제어수행시에도 역시 동일하게 적용된다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 난방에 대한 응답속도가 빠른 난방공급온도와 사용자가 실제 체감하는 실온을 사용하여 소비자에 의하여 설정된 온도에 신속하고 정확하게 도달할 수 있어서 난방효율이 증가되는 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 (1)

1. 전체 행정을 제어하며 주제어부에 설치되는 마이컴과, 실내온도를 측정하는 실온감지부와 마이컴을 가진 룸콘을 포함하는 가스보일러에서 수행되며,

   룸콘(27)의 입력부(273)를 통하여 사용자에 의하여 실온이 설정되고 보일러 작동명령이 입력되면 마이컴(271)에서 이것을 감지하고 점화 및 연소행정을 수행하도록 마이컴(251)에 제어신호를 출력하는 제1단계;

   룸콘(27)에 설치된 실온감지부(277)를 사용하여 마이컴(271)에서 실온을 측정하고 온도센서(17)를 사용하여 난방공급온도를 측정하는 제2단계;

   측정된 실온이 사용자에 의하여 설정된 설정온도+α보다 적으면 난방공급온도를 기준으로 제어를 수행하는 제3단계; 및

   측정된 실온이 설정온도+α보다 크면 최저발열량으로부터 난방공급온도에 따른 비례제어를 수행하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실온 및 난방공급온도를 동시 제어하는 난방제어방법.