KR20000028341A

KR20000028341A - 가스보일러의 동결방지방법 및 장치

Info

Publication number: KR20000028341A
Application number: KR1019980046534A
Authority: KR
Inventors: 김창연; 최일; 이돈형; 한경욱; 김용태
Original assignee: 김우련; 주식회사 롯데기공
Priority date: 1998-10-31
Filing date: 1998-10-31
Publication date: 2000-05-25
Also published as: KR100286136B1

Abstract

본 발명은 보일러의 본체내부나 외부 또는 열교환기와 난방배관 사이에 형성된 순환파이프내의 온도가 소정온도 이하의 동결온도로 검지되면 즉시 동결운전이 수행되도록 하여 보일러의 설치위치(실내 또는 실외)에 무관하게 동결을 방지할 수 있고, 또 그로 인하여 제품의 신뢰도를 더욱더 향상시킬 수 있는 보일러의 동결 방지방법 및 장치를 제공하는데 그 특징이 있다.

상기의 목적은, 보일러의 순환파이프와 본체내에 3개의 더미스더를 각각 설치하여 그 중 어느 하나에서 동결온도가 검지되면 동결방지운전이 수행되도록 하므로서 달성할 수 있다.

Description

가스보일러의 동결방지방법 및 장치

본 발명은 가스보일러의 동결방지방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 가스보일러의 순환파이프와 본체내에 3개의 더미스터를 각각 설치하여 각각의 더미스터에서 동결온도를 검지하면 검지된 온도의 출력신호에 따라 순환펌프를 구동시켜 동결방지를 수행하도록 하는 가스보일러의 동결방지방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 가스보일러에 있어서는 도면 도 1a와 같이 보일러의 본체(310) 내부와 외부에 소정의 더미스터(Th2)를 설치하거나, 도면 도 1b와 같이 열교환기(320)와 난방배관(330) 사이에 연결된 순환파이프내에 소정의 더미스터(Th1)를 설치하여 각각의 더미스터를 통해 파이프내부 또는 본체내부 또는 외부의 온도를 검출하여 동결온도가 검지되면 순환펌프(P)를 구동시키는 동결방지운전이 수행되도록 한 구성으로 되어 있었다.

그런데, 상기와 같이 본체(310) 내부와 외부에 더미스터(Th2)를 설치하여 동결방지운전을 수행시키는 시스템에서는, 보일러가 실내에 설치된 경우, 실내의 온도가 대체적으로 동결검지온도 이하로 떨어지기 어려우나 실외의 차가운 공기가 보일러의 운전정지중 연도를 타고 보일러내로 들어와 열교환기(320) 부근 등의 파이프를 동결시키는 문제점이 있었다.

즉, 연도를 타고 들어온 차가운 공기는 가장 먼저 덕트와 열교환기의 내부공간에 머무르거나 흐르게 되므로 더미스터(Th2)만 설치된 보일러의 경우 본체의 내부공간으로 차가운 공기의 확산이 늦어지게 되어 더미스터(Th2)가 동결온도를 검지하여 동결운전을 수행하기 전에 열교환기 주변 파이프내의 난방순환수가 동결되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 열교환기(320)와 난방배관(330) 사이의 순환파이프내에 더미스터(Th1)만 설치된 보일러의 경우에는, 우선 보일러가 실내에 설치되어 있을 때 보일러의 사용정지된 상태에서 환기구등을 통해 외부의 차가운 공기가 실내로 유입되어 보일러의 물순환계통부가 동결온도에 다다랐거나, 또는 보일러가 실외에 설치되었을 때 외기온도의 영향으로 본체내의 온도가 동결온도에 다다랐는데도 불구하고, 보일러의 사용중에 덥혀진 수온이 상온까지 떨어지는데 소요되는 시간만큼 순환파이프내에 더미스터(Th1)는 동결온도를 지연검지하므로 인해 난방배관부나 분배기등이 이미 동결된 후, 동결운전이 시작되는 문제점이 있었다.

따라서, 환경에 따른 온도차의 에러가 발생했을시 계속적인 동결방지운전이 수행되면 전력소모가 극대화되고 가스보일러의 시스템자체의 내구성이 저하되어 제품생산성이 저하되는 문제가 항상 내포되어 있다.

본 발명은 상기한 바와같은 제반문제점들을 근본적으로 치유하기 위해 연구개발된 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명은 보일러의 본체내부나 외부 또는 열교환기와 난방배관 사이에 형성된 순환파이프내의 온도가 소정온도 이하의 동결온도로 검지되면 즉시 동결운전이 수행되도록 하여 보일러의 설치위치(실내 또는 실외)에 무관하게 동결을 방지할 수 있고, 또 그로 인하여 제품의 신뢰도를 더욱더 향상시킬 수 있는 보일러의 동결방지방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적은, 보일러의 순환파이프와 본체내의 3개의 더미스터를 각각 설치하여 그 중 어느 하나에서 동결온도가 검지되면 동결방지운전이 수행되도록 하므로서 달성할 수 있다.

도 1a,b는 종래의 가스보일러를 나타내는 개략도,

도 2는 가스보일러를 보여주기 위한 개략구성도,

도 3은 본 발명의 방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 4는 본 발명을 나타내는 블록구성도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

110 : 제어부 110a : 마이컴

140 : 순환펌프 150,160,170 : 온도검출부

180 : 펌프구동부 190 : 삼방변구동부

191 : 삼방변 192 : 앤서체크부

193 : 에러모드검출부 194 : 에러디스플레부

Th1,Th2,Th3 : 더미스터

상기와 같은 목적을 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

즉, 도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 가스보일러(1)를 나타낸 것으로, 상기 가스보일러(1)의 케이싱(2)안에 설치되어 난방이나 급탕을 위한 온수를 데우기 위해 가스를 연소시키는 연소기(10)와, 난방순환수를 저장하는 물탱크(20)와, 온수와 냉수의 순환을 위한 서로 다른 경로를 지니고 있는 2차 열교환기(30)를 상호 결합하여서 구성된다.

이때 상기 연소기(10)의 케이싱(11)내에 다수개의 버너로 이루어진 버너군(12)이 형성되고, 그의 상측방향에는 과열을 방지시키기 위한 1차 열교환기(14)가 설치되어 그곳을 통과하는 물을 상기 버너군(12)이 가열하게 되며, 상기 연소기케이싱(11)의 바닥면에는 연소용 공기를 공급하는 송풍기(13)가 설치되고 상기 버너군(12)의 근방에는 버너군(12)을 점화하는 스파커플러그(15)와 상기 버너군의 착화를 감지하는 프레임로드(16)가 설치되며, 상기 연소기케이싱(11)의 상면에는 배기를 배출시키기 위한 배기부(17)가 상기 가스보일러(1)의 케이싱(2)를 뚫고 형성되어 있다.

또한, 상기 버너군(12)의 하방에는 가스를 공급시키기 위한 가스관(50)이 설치되는데, 여기에는 통전시 가스를 통과시키는 2개의 전자변(51)(52)과 가스공급량을 조절하기 위한 비례변(53)이 가스공급경로에 대하여 가스관(50)의 상류로 부터 설치되어진다.

그리고, 상기 물탱크(20)에는 물탱크내의 수량을 감지하기 위한 전극봉(21)과 넘치는 물을 배출시키기 위한 오버플로우관(22), 온돌바닥을 회전한 난방수를 회수하는 것으로 기수분리기(23)가 설치되는 난방환수관(24) 및 상기 1차 열교환기(14)에 물을 공급하는 물공급관(25)에는 물의 순환을 조정하기 위한 순환펌프(26)가 아랫방향에 설치되어진다.

한편, 상기 2차 열교환기(30)에는 수도물을 통해 물을 방출하여 사용자에게 공급되는 온수의 직접적인 출탕온도를 검지하는 공급서미스터(Th1)가 부착된 온수방출관(31), 가스보일러의 외부로 부터의 찬물을 유입하는 것으로 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(33) 및 직수온도에 따는 일정수량을 통과시켜 안정된 온도특성을 얻을 수 있도록 하는 기계적 자동수량제어장치가 설치되는 직수유입관(34) 및 상기 물공급관(25)은 삼방변(36)을 통하여 난방을 위한 물이 통과되는 난방온수공급관(37)에 연결되어진다.

또한, 상기 난방환수관(24)과 직수유입관(34) 사이에는 물탱크(20)에 물이 부족할 때 물을 보충해주기 위한 수도물보급변(35)이 설치되고 난방필터의 막힘, 난방분개기의 막힘 및 난방분배관이 막혀있을 때 가스보일러의 내부에서 압력이 상승되는 것을 방지하고 물의 흐름을 가스보일러의 내부폐회로를 만들어 순환시키기 위한 바이패스관(38)이 설치된다.

또한, 도 3은 본 발명을 설명하기 위한 흐름도이다.

상기 가스보일러의 전원코드가 꼽혀져 있는 상태에서 운전스위치가 "오프"되면, 순환파이프에 설치된 더미스터(Th1)를 통해 검지된 온도가 소정온도(A℃)이하이거나 더미스터(Th2)를 통해 검지된 온도가 소정온도(B℃)이하이고 본체내부 즉 송풍팬에 설치된 더미스터(Th3)에서 검출한 온도가 일정온도(C℃)이하인지를 계속 검출하여 상기 더미스터(Th1)에 의해 검지된 온도가 동결온도(A℃)이하 및 더미스터(Th2)에서 검지된 온도가 동결온도(B℃)이하이거나 상기 더미스터(Th3)에서 검지된 온도가(C℃)이하이면 동결방지운전을 수행하고, 상기 동결방지운전이 수행되는 중에은 더미스터(Th1)와 더미스터(Th2) 및 더미스터(Th3)에 의해 각각 검출되는 온도가 동시에 동결방지운전정지온도(D℃)와 E℃ 및 F℃보다 큰지를 검출하여 그 조건을 만족하면 동결방지운전을 정지시키는 과정으로 이루어진다.

이때, 상기 동결방지운전을 하기 위한 온도점은 C℃보다 B℃크고 B℃보다 A℃가 커야되는 조건(A℃〉B℃〉C℃)으로 이루어진다.

또한, 상기 동결방지운전을 정지하기 위한 온도점은 F℃보다 E℃가 크고 E℃보다 F℃가 커야되는 조건(D℃〉E℃〉F℃)으로 이루어진다.

따라서, 상기 동결방지운전 온도점 및 동결방지운전을 정지하는 온도점의 온도조건은 A℃〉B℃〉C℃〉D℃〉E℃〉F℃으로 이루어진다.

도 4는 마이컴(110a)을 중심으로 하는 본 발명 장치의 제어부(110)의 상세한 블록도로써, 온도검출부(150,160)을 통해 각각 아날로그신호로 출력되는 더미스터(Th1,Th2)의 온도 검출신호를 소정의 디지탈값으로 각각 변환시켜 주는 A/D 변환기(111,112)와; 리모콘(200)에서 출력되는 아날로그의 각종 조작신호를 소정의 디지탈값으로 변환시켜주는 A/D변환기(113)와; 상기 A/D 변환기(113)를 통해 출력되는 리모콘(200)의 조작신호를 입력받아 동결운전 모드인지의 여부를 판단하는 동결운전모드 판단부(114)와; 상기 동결운전모드 판단부(114)에서 출력되는 제어신호를 입력받고 A/D 변환기(111,112)에서 출력되는 소정신호를 입력받아 검출온도를 인식하는 온도인식부(115)와; 상기 온도인식부(115)의 출력신호를 입력받아 소정의 동결운전온도와 동결정지온도 등을 상호 비교하는 온도비교부(116)와; 상기 온도비교부(116)에서 동결온도가 검출되면 동결운전신호를 출력시켜 주는 동결운전 이행부(117)와; 상기 동결운전 이행부(117)에서 소정의 동결운전신호가 출력되면 구동출력부(118)와 펌프구동부(180)를 통해 순환펌프(140)를 구동시켜 주는 제어부품 구동부(119)로 이루어진 가스보일러의 동결방지장치에 있어서, 상기 온도인식부(115)에는 저온검지용더미스터(Th3)의 아날로그 출력신호가 A/D 변환기(170)를 통한 디지틀신호가 입력되어져 검지온도가 인식되고, 상기 제어부품구동부(119)의 출력신호는 삼방변(191)을 구동하기 위해 구동출력부(118a)에 입력되어져 삼방변구동부(190)에 출력하도록 이루며, 상기 순환펌프(140) 및 상기 삼방변(191)의 오류 및 에러동작이 있는지를 체크하는 엔서체크부(192)와, 상기 엔서체크부(192)에서 검출된 에러를 상기 마이컴(110a)의 에러모드검출부(193)에 출력하고 상기 에러모드검출부(193)에서 검출된 에러를 표시하기 위한 에러디스플레부(194)로 이루어진다.

이와같은 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 보일러의 본체 내부 또는 외부와 순환파이프내에 환수온도 검지용 더미스터(Th2)와, 난방수의 출탕온도 및 동결온도를 검지하는 더미스터(Th1)를 모두 설치하여 주므로서, 실외의 차가운 공기가 보일러의 운전정지중 연도를 타고 보일러내로 들어와 열교환기 부근 등의 파이프를 동결시키거나, 환기구등을 통해 외부의 차가운 공기가 보일러가 있는 실내로 유입되어 난방배관부나 분배기등이 동결되는 것을 사전에 방지할 수 있다. 즉, 상기 더미스터(Th1,Th2,Th3)중 어느 하나에서라도 동결온도가 검지되면 즉시 동결운전이 수행되므로 연도를 타고 보일러내로 들어오는 외부의 차가운 공기에 의하 열교환기 부근 등의 동결 및 환기구 등을 통해 유입되는 외부의 차가운 공기에 의해 난방배관부와 분배기 등의 동결을 방지할 수 있는 것이다.

상기 더미스터(Th1,Th2,Th3)에 각각 연결된 온도검출부(150,160,170)에서는 더미스터(Th1,Th2,Th3)의 출력변화를 계속적으로 각각 입력받아 제어부(110)의 마이컴(110a)내의 A/D 변환부(111,112,112a)에 각각 입력시켜 주게 되고, 상기 온도검출부(150,160,170)로 부터 아날로그신호로 출력되는 검출온도를 입력받은 A/D 변환부(111,112,112a)에서는 계속적으로 소정의 디지탈신호로 변환시켜 온도인식부(115)에 출력시켜 주게 된다.

또한, 상기 온도인식부(115)로 부터 소정의 출력신호를 계속적으로 입력받는 온도비교부(116)에서는 상기에서 입력받은 검출온도가 소정의 동결온도에 이루었는지를 비교하여 그 결과값을 동결운전 이행부(117)에 출력시켜 준다.

그 결과, 상기 더미스터(Th1,Th2,Th3)에 의해 검출된 온도중 어느 하나라도 동결온도에 이르렀으면 동결운전 이행부(117)에서 소정의 동결온전신호를 제어부품 구동부(119)와 구동출력부(118,118a)를 통해 펌프구동부(180)에 출력시키게 되므로 순환펌프(140)가 구동되어 보일러의 설치위치(실내 또는 실외)에 무관하게 동결을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 이때 상기 온도인식부(115)에서는 동결운전온도 검지는 상기 더미스터(Th1,Th2,Th3)에 의해 검출된 온도중 어느 하나라도 동결온도에 이르렀으면 동결운전 이행신호를 출력하나 동결운전 정지의 경우는 도 3의 온도조건 즉, A℃〉B℃〉C℃〉D℃〉E℃〉F℃의 조건온도를 비교하여 더미스터(Th1,Th2,Th3)의 동결운전 검지온도인 A℃〉B℃〉C℃ 온도점 상태의 온도값이 최종적으로 검지되었을 때 동결운전 정지신호를 동결운전 이행부(117)에 출력한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 보일러의 본체 내부와 외부 또는 열교환기와 난방배관 사이에 형성된 순환파이프내에 각각 더미스터를 설치하여 어느 하나에서라도 동결온도가 검지되면 즉시 동결운전이 수행되도록 하고, 이때 동결방지 운전이 수행되는 온도점을 순환파이프내에 설치된 더미스터(Th1,Th2)가 보일러 본체 내부 또는 외부에 설치되는 더미스터(Th3)보다 높게 설정하여 보일러 정지후 잠열에 의해 상온과 갈아지는데 걸리는 지연시간이나 외기에 노출된 더미스터(Th3)보다 상대적으로 높은 온도를 유지하는 순환파이프내의 더미스터(Th1,Th2)에 온도를 보상하고, 또한 동결방지온도가 종료되는 온도점은 순환파이프내의 더미스터(Th1,Th2)와 보일러 본체 내부 또는 외부에 설치되는 더미스터(Th3)가 모두 일정온도 이상 A℃〉B℃〉C℃〉D℃〉E℃〉F℃ 동결방지운전이 정지되도록 하므로서 연도를 타고 보일러내로 들어오는 외부의 차가운 공기에 의한 열교환기 부근 등의 동결 및 환기구동을 통해 유입되는 외부의 차가운 공기에 의한 난방배관부와 분배기 등의 동결을 사전에 방지할 수 있어 제품의 신뢰도를 더욱더 향상될 수 있는 등의 여러효과를 동시에 거둘 수 있는 매우 유용한 발명임이 명백하다.

Claims

상기 가스보일러의 전원코드가 꼽혀져 있는 상태에서 운전스위치가 "오프"되면, 순환파이프에 설치된 더미스터(Th1)를 통해 검지된 온도가 소정온도(A℃)이하이거나 더미스터(Th2)를 통해 검지된 온도가 소정온도(B℃)이하이고 본체내부 즉 송풍팬에 설치된 더미스터(Th3)에서 검출한 온도가 일정온도(C℃)이하인지를 계속 검출하여 상기 더미스터(Th1)에 의해 검지된 온도가 동결온도(A℃)이하 및 더미스터(Th2)에서 검지된 온도가 동결온도(B℃)이하이거나 상기 더미스터(Th3)에서 검지된 온도가(C℃)이하이면 동결방지운전을 수행하고, 상기 동결방지운전이 수행되는 중에는 더미스터(Th1)와 더미스터(Th2) 및 더미스터(Th3)에 의해 각각 검출되는 온도가 동시에 동결방지운전정지온도(D℃)와 E℃ 및 F℃보다 큰지를 검출하여 그 조건을 만족하면 동결방지운전을 정지시키는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스보일러의 동결방지방법.
제1항에 있어서,

상기 동결방지운전을 하기 위한 온도점은 C℃보다 B℃가 크고 B℃보다 A℃가 커야되는 조건(A℃〉B℃〉C℃)으로 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 동결방지방법.
제1항에 있어서,

상기 동결방지운전을 정지하기 위한 온도점은 F℃ 보다 E℃가 크고 E℃ 보다 F℃가 커야되는 조건(D℃〉E℃〉F℃)으로 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 동결방지방법.
제1항 내지 제3항에 있어서,

상기 동결방지운전 온도점 및 동결방지운전을 정지하는 온도점의 온도조건은 A℃〉B℃〉C℃〉D℃〉E℃〉F℃으로 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 가스보일러의 동결방지방법.
마이컴(110a)을 중심으로 하는 본 발명 장치의 제어부(110)의 상세한 블록도로써, 온도검출부(150,160)를 통해 각각 아날로그신호로 출력되는 더미스터(Th1,Th2)의 온도 검출신호를 소정의 디지탈값으로 각각 변환시켜 주는 A/D 변환기(111,112)와; 리모콘(200)에서 출력되는 아날로그의 각종 조작신호를 소정의 디지탈값으로 변환시켜주는 A/D 변환기(113)와; 상기 A/D 변환기(113)를 통해 출력되는 리모콘(200)의 조작신호를 입력받아 동결운전 모드인지의 여부를 판단하는 동결운전모드 판단부(114)와; 상기 동결운전모드 판단부(114)에서 출력되는 제어신호를 입력받고 A/D 변환기(111,112)에서 출력되는 소정신호를 입력받아 검출온도를 인식하는 온도인식부(115)와; 상기 온도인식부(115)의 출력신호를 입력받아 소정의 동결운전온도와 동결정지온도 등을 상호 비교하는 온도비교부(116)와; 상기 온도비교부(116)에서 동결온도가 검출되면 동결운전신호를 출력시켜 주는 동결운전 이행부(117)와, 상기 동결운전 이행부(117)에서 소정의 동결운전신호가 출력되면 구동출력부(118)와 펌프구동부(180)를 통해 순환펌프(140)를 구동시켜 주는 제어부품 구동부(119)로 이루어진 가스보일러의 동결방지장치에 있어서,

상기 온도인식부(115)에는 저온검지용더미스터(Th3)의 아날로그 출력신호가 A/D 변환기(170)를 통한 디지틀신호가 입력되어져 검지온도가 인식되고, 상기 제어부품구동부(119)의 출력신호는 삼방변(191)을 구동하기 위해 구동출력부(118a)에 입력되어져 삼방변구동부(190)에 출력하도록 이루며, 상기 순환펌프(140) 및 상기 삼방변(191)의 오류 및 에러동작이 있는지를 체크하는 엔서체크부(192)와, 상기 엔서체크부(192)에서 검출된 에러를 상기 마이컴(110a)의 에러모드검출부(193)에 출력하고 상기 에러모드검출부(193)에서 검출된 에러를 표시하기 위한 에러디스플레부(194)로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스보일러의 동결방지장치.