KR19990053124A - 가스보일러의 순환펌프 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러의 순환펌프 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 사용자 설정온도보다 높은 온도에서 연소행정을 오프시키고 설정온도보다 낮은 온도에서 재점화시키는 온/오프방식의 온도제어를 수행하는 가스보일러에서의 과열을 방지하기 위한 가스보일러의 순환펌프 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 가스보일러의 순환펌프 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 버너에 가스를 공급하기 위한 가스밸브와, 난방수를 강제적으로 순환시키기 위한 순환펌프와, 난방수의 온도를 측정하여 마이컴에 입력하는 온도센서를 포함하는 가스보일러에서 수행되며, 가스보일러의 연소행정이 수행되면 마이컴에서 온도센서를 사용하여 난방수온도를 측정하여 소화온도에 도달하면 연소를 중지하고, 순환펌프를 계속하여 구동시키며 온도센서를 사용하여 난방수온도를 측정하고, 난방수온도가 사용자 설정온도에 도달하면 순환펌프를 오프시켜서 과열을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 순환펌프 제어방법

본 발명은 가스보일러의 순환펌프 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 사용자 설정온도보다 높은 온도에서 버너를 오프시키고 설정온도보다 낮은 온도에서 재점화시키는 온/오프방식의 온도제어를 수행하는 가스보일러에서의 과열을 방지하기 위한 가스보일러의 순환펌프 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.

사용자에 의하여 보일러가 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. 동시에 순환펌프(21)를 고속으로 작동시켜 난방수를 순환시킨다.

착화가 수행되면 염전압감지부(7)에서는 착화된 상태에서의 불꽃에 의하여 발생되는 염전압을 측정하고 마이컴(31)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 플로우스위치(23)에서 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 가스보일러를 제어하기 위하여 주로 온도제어를 사용한다. 온도제어는 온도센서(17)를 사용하여 난방수의 온도를 측정하고 사용자에 의하여 설정된 온도를 유지하도록 하기 위한 것으로서 이와 같은 방법중에 온/오프제어가 있다. 온/오프제어는 사용자에 의하여 설정된 난방수온도를 기준으로 이것보다 일정온도이상이 되면 가스보일러를 오프시키고 일정온도이하가 되면 가스보일러를 다시 재점화시켜서 연소행정을 수행한다.

그러나 이러한 연소방식에서는 가스보일러가 과열되어서 소손되는 문제점이 발생된다. 즉 사용자에 의하여 설정된 온도보다 높은 온도(설정온도+β)에서 오프되면 고온에 의한 열교환기(9)등의 소손을 방지하기 위하여 고온의 난방수를 순환시키도록 순환펌프(21)를 일정시간 구동하고 중지한다. 그러나 순환펌프(21)가 정지된 후에도 연소시 발생된 잠열에 의하여 난방수온도가 상승하여 과열로 인한 열교환기 내구성이 저하되었던것이다. 종래에는 재점화온도(설정온도-β)에 도달할 때 까지 순환펌프(21)의 구동이 중지되어서 과열방지가 효율적으로 수행되지 못하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자 설정온도보다 높은 온도에서 연소를 오프시키고 설정온도보다 낮은 온도에서 재점화시키는 온/오프방식의 온도제어를 수행하는 가스보일러에서의 과열을 방지하기 위한 가스보일러의 순환펌프 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스보일러의 순환펌프 제어방법은, 전체 행정을 제어하는 마이컴과, 버너에 가스를 공급하기 위한 가스밸브와, 난방수를 강제적으로 순환시키기 위한 순환펌프와, 난방수의 온도를 측정하여 마이컴에 입력하는 온도센서를 포함하는 가스보일러에서 수행되며, 가스보일러의 연소행정이 수행되면 마이컴에서 온도센서를 사용하여 난방수온도를 측정하여 소화온도에 도달하면 연소를 중지하고, 순환펌프를 계속하여 구동시키며 온도센서를 사용하여 난방수온도를 측정하고, 난방수온도가 사용자 설정온도에 도달하면 순환펌프를 오프시켜서 과열을 방지하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 사용되는 가스보일러의 개략적인 구성도.

도 2는 도 1의 가스보일러의 부분블럭회로도,

도 3은 본 발명의 방법에 의한 난방수온도와 순환펌프의 작동시간을 나타내는 그라프,

도 4는 본 발명의 가스보일러의 순환펌프 제어방법을 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,

31: 마이컴.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 가스보일러의 순환펌프 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 사용자 설정온도를 기준으로 온/오프제어하는 가스보일러에 적용되는 방법으로서, 특히 소화온도에 의하여 연소가 중지된 후에도 난방수온도가 설정온도에 도달할 때 까지 계속 구동하여 잠열에 의한 과열을 방지할 수 있는 방법인 것이다.

상기와 같은 본 발명의 방법은 도 2에 도시된 것과 같은 종래의 회로에서 수행될 수 있으며, 다음과 같은 단계 : 가스보일러의 연소행정이 수행되면 마이컴(31)에서 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 측정하고 소화온도(설정온도+β)에 도달하면 가스밸브(1)를 오프시켜서 연소를 중지하는 제1단계; 연소가 중지된 상태에서 순환펌프(21)를 계속하여 구동시키며 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 다시 측정하는 제2단계; 및 온도센서(17)를 사용하여 측정된 난방수온도가 사용자 설정온도에 도달하면 마이컴(31)에서 제어신호를 출력하여 순환펌프(21)를 오프시켜서 과열을 방지하는 제3단계를 포함하고 있다.

사용자에 의하여 가스보일러 작동명령이 입력되면 마이컴(31)은 가스밸브(1)를 제어하여 버너(3)에 가스를 공급하고 이그나이터(5)를 사용하여 착화시켜서 연소행정을 수행한다. 가스가 공급되는 순간부터 난방수를 순환시키기 위하여 순환펌프(21)가 고속모드로 계속하여 구동된다.

이러한 연소행정이 진행되면서 마이컴(31)은 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 지속적으로 측정하여 변화추이를 감지한다. 이것은 사용자 설정온도를 기준으로하여 가스보일러를 제어하기 위한 것이다. 도 3에 온/오프제어에 의한 난방수온도변화가 도시되어 있다. 난방수온도는 도시된 바와 같이 정현적으로 변화함을 알 수 있다.

버너(3)에서의 연소중에 난방수온도가 사용자 설정온도보다 높은 소화온도(설정온도+β)에 도달하면 마이컴(31)에서는 연소를 중지시키기 위하여 가스밸브(1)를 오프시켜서 버너(3)에 공급되는 가스를 차단하여 연소를 중지시킨다.

이렇게 연소가 중지된 상태에서 마이컴(31)은 난방수에 의하여 열교환기(9)등이 과열되는 것을 방지하도록 순환펌프(21)를 계속하여 구동시킨다. 따라서 난방수는 실내에 설치된 배관(미도시됨)을 순환하면서 잠열을 방출하고 가스보일러로 귀환하게된다. 종래에는 순환펌프(21)를 일정시간동안만 구동시킴으로써 잠열의 방출이 완전하게 이루어지지 않고 이로인하여 과열이 발생되었다.

본 발명에서는 상기와 같이 순환펌프(21)를 계속하여 구동시키면서 마이컴(31)에서 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 측정한다. 가스밸브(1)로부터 가스공급이 중단된 후에 측정되는 난방수온도는 잠열에 의하여 급격하게 하강하지 않으므로 점화온도보다 낮지만 사용자 설정온도보다는 높은 온도가 된다.

그러나 순환펌프(21)가 계속하여 구동됨으로써 난방수온도는 하강하여 종래보다 더욱 신속하게 사용자 설정온도에 도달한다. 이 때 사용자 설정온도에 도달하는 시간은 종래 사용되는 순환펌프 구동시간보다 짧을 수 있다.

측정된 난방수온도가 사용자에 의한 설정온도에 도달하게 되면 마이컴(31)에서 이것을 감지하고 순환펌프(21)를 오프시키도록 제어신호를 출력한다. 순환펌프(21)는 오프신호가 입력되면 작동이 중지되면서 난방수의 순환이 정지된다.

도 3은 본 발명의 방법에 의한 난방수온도와 순환펌프(21)의 구동시간을 나타내는 그라프이다. 도시된 바와 같이 소화온도에 도달하면 가스밸브가 오프되고 순환펌프(21)의 구동이 계속되어서 사용자 설정온도에 도달하면 P2점에서 순환펌프(21)이 구동이 중지됨을 알 수 있다. 가동구간, P3-P4는 종래의 방법에 의하여 순환펌프(21)가 가동되는 구간을 나타낸다.

사용자 설정온도에 도달한 P2점으로부터 순환펌프(21)의 작동이 중지되므로 난방수의 온도하강률은 저하되지만 어느 정도의 과열발생이 방지되므로 열교환기(9)등을 포함하는 부품에의 소손발생가능성이 현저하게 감소되는 효과가 있다.

마이컴(31)은 이러한 상태에서 온도센서(17)로부터 난방수온도를 지속적으로 측정하여 재점화온도(설정온도-β)에 도달하면 가스밸브(1)를 개방하여 버너(3)에 가스를 공급하고 이그나이터(5)를 사용하여 착화시킨다. 가스밸브(1)를 개방함과 동시에 마이컴(31)은 순환펌프(21)를 구동시켜서 난방수를 순환시킨다.

이것은 본질적으로 종래 사용되는 점화 및 연소행정과 동일한 것이다. 이렇게 연소행정이 수행되면서 마이컴(31)은 상기에서 설명된 것과 같은 본 발명의 방법을 계속하여 수행함으로서 과열발생을 방지할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 사용자 설정온도보다 높은 온도에서 연소를 오프시키고 설정온도보다 낮은 온도에서 재점화시키는 온/오프방식의 온도제어를 수행하는 가스보일러에서의 과열을 방지할 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 (1)

1. 전체 행정을 제어하는 마이컴(31)과, 버너(3)에 가스를 공급하기 위한 가스밸브(1)와, 난방수를 강제적으로 순환시키기 위한 순환펌프(21)와, 난방수의 온도를 측정하여 마이컴(31)에 입력하는 온도센서(17)를 가진 가스보일러에 있어서,

   가스보일러의 연소행정이 수행되면 마이컴(31)에서 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 측정하고 소화온도에 도달하면 가스밸브(1)를 오프시켜서 연소를 중지하는 제1단계;

   연소가 중지된 상태에서 순환펌프(21)를 계속하여 구동시키며 온도센서(17)를 사용하여 난방수온도를 다시 측정하는 제2단계; 및

   온도센서(17)를 사용하여 측정된 난방수온도가 사용자 설정온도에 도달하면 마이컴(31)에서 제어신호를 출력하여 순환펌프(21)를 오프시켜서 과열을 방지하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 순환펌프 제어방법.