KR20000032685A - 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전수 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스의 소비량에 최적의 상태에서 구동되는 배기팬의 회전시 배출되는 배기 가스의 흐름에 따라 변하는 차압을 감지하여 기설정하고 설정된 차압에 따라 배기팬의 회전수를 조절하므로써 보일러의 설치조건의 변화에 배기팬의 회전수가 능동적으로 대처할 수 있도록 하고, 배기팬의 시효 변화가 팬회전수에 영향을 주지 않도록 한 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전수 제어 방법에 관한 것으로,

본 발명은 배기팬의 토출구측에 차압을 감지할 수 있는 차압계를 갖는 가스보일러에 있어서, 보일러가 작동되어 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며 배기팬이 구동되는 초기 구동 단계와, 상기 배기 연도에 설치된 차압계가 배기팬의 회전에 의해 배기되는 배기 가스의 흐름에 의한 차압을 감지하는 차압 감지 단계와, 상기 차압 단계에서 감지된 차압과 마이컴에 기설정된 기준 차압을 비교하는 차압 비교 단계와, 상기 차압 비교 단계에서 차압을 비교한 결과 감지된 차압이 기준 차압과 같은 것으로 판단되면 배기팬을 현재의 회전수로 구동시키고, 감지된 차압이 기준 차압보다 큰 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 감소 조절하며, 감지된 차압이 기준 차압보다 작은 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 상승 조절하는 팬회전수 조절 단계로 이루어진다.

Description

배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전수 제어 방법

본 발명은 가스보일러의 배기팬의 회전수 제어 방법에 관한 것으로, 특히 가스의 소비량에 최적의 상태로 공기가 공급되게 회전되는 배기팬의 회전시 배출되는 배기 가스의 흐름에 의한 배기팬 내부와 배기 연도 사이의 차압을 감지하여 기준 차압으로 설정하여 저장하고 기설정 저장된된 차압에 따라 배기팬의 회전수를 제어하도록 하므로써 배기팬의 시효변화등 환경변화에 관계없이 공급되는 가스를 연소시키기에 충분한 상태의 공기를 공급할 수 있도록 배기팬의 회전수를 제어하는 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전수 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 가스를 연소시키는 연소부와 가스를 공급하는 가스공급부와 가열된 온수의 열을 온수용 배관측으로 전이시키는 열교환부와 용수를 강제 송수하기 위한 수단 및 상기 각각의 구성 부분의 동작이 원만하게 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부 및 사용자가 원하는 상태로 보일러를 제어하기 위한 제어부 등으로 구성된다.

보일러는 가스관을 통해 버너내로 유입된 가스를 점화플러그 등의 점화수단으로 점화하여 연소시켜 버너의 상부에 설치된 열교환기내의 용수를 가열시켜 용도에 따라 난방수로 사용하거나 열교환하여 온수로 사용하게 된다. 이와 같은 가스를 연소시켜 용수를 가열함에 있어서 가스의 연소를 위한 공기의 공급과 연소된 가스의 배출이 필요하며 이를 위해 보일러의 버너일측에는 배기팬이 구비되어 있다.

상기 배기팬은 공기흡입구를 통하여 흡입된 공기가 버너에 공급되어 가스의 연소를 돕고, 연소된 배기 가스가 배출구측으로 흐르는 것을 원할하게 하는 역할을 하는 것으로 가스의 연소에 충분한 공기의 공급과 연소된 가스를 보일러 외부로 배출시키는 작용을 한다. 따라서 상기 회전하는 배기팬의 회전수가 정상인지 아닌지는 지속적으로 판별하여야 한다.

상기 배기팬의 회전수는 배기 연도를 통해 버너내로 공기가 역류되는 역풍에 의해 가속되어 기준 회전수 범위 이상이 되거나, 또는 배기 연도를 통해 공기가 빨려나가는 빨림 현상에 의해 감속되어 기준 회전수 범위 이하로 벗어나게 되면 공급되는 공기의 양이 가스를 연소시키기에 불충분하거나 지나치게 과다하게 되어 가스의 적절한 소화가 이루어지지 않게 되며 따라서 연소가 중단되고 보일러의 작동이 정지된다.

그러므로 보일러의 작동 과정 동안 지속적으로 배기팬의 회전수가 정상인지 아닌지를 판별하여야 하는바, 상기 배기팬의 회전수 판별 방법은 통상적으로 정상 연소시 배기팬의 회전수를 감지하고 이 감지된 회전수가 기준 회전수의 범위내에 있는가로 판단하게 되는데, 예를 들어 정상 연소시 배기팬의 기준 회전수가 3000±200rpm인 경우, 감지된 팬의 회전수가 상기 회전수 범위를 벗어나는 즉, 팬의 회전수가 3200rpm이상으로 높게 감지되면 배기 연도를 통해 강한 역풍이 인입된 것으로 판단하여 배기팬을 소정 시간 동안 강하게 회전시키고 다시 점화 행정으로 진입시키게 되고 그 후에도 기준 회전수의 범위에 도달되지 않으면 상기 과정을 반복하게 되어 보일러가 정상적인 가동을 하지 못하게 되고, 반대로 2800rpm 이하로 낮게 감지되면 배기 연도로 공기가 빨려나가는 현상 즉, 빨림 현상이 발생한 것으로 판단하여 보일러가 정지된다.

상기와 같은 배기팬 제어방법에 의해 제어되는 가스보일러의 제어에 있어서, 배기팬의 기준 회전수 범위는 고정되거나 가스의 소비량에 따라 결정된 값에 의해 제어되며, 배기 연도를 통한 역풍이나 빨림현상에 대응하기 위해 제어 방법이 개발되어 사용되어지고 있으나 이와 같은 제어 방식은 배기팬의 회전수범위를 정하는데 한계가 있을 뿐만아니라 배기팬의 노후등 시효 변화에 능동적으로 대응하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 공급되는 가스가 충분히 연소될 수 있는 상태로 공기를 공급할 수 있도록 배기팬이 구동되는 상태에서 설정된 배기팬 토출구측의 차압을 감지하여 기준 차압으로 설정하고 이 기설정된 기준 차압에 따라 배기팬의 회전수를 제어할 수 있도록 하므로써 배기팬의 시효 변화, 배기 연도의 길이나 형상의 변화, 역풍 또는 빨림 현상의 발생에 관계없이 배기팬의 회전수를 적절히 제어하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 배기팬의 토출구에 배기 가스가 흐르는 양에 따른 차압을 감지할 수 있는 차압계를 갖는 가스보일러에 있어서, 보일러가 작동되어 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며 배기팬이 구동되는 초기 구동 단계와, 상기 배기팬의 토출구측에 설치된 차압계가 배기팬의 회전에 의해 배기되는 배기 가스의 흐름에 의한 차압을 감지하는 차압 감지 단계와, 상기 차압 단계에서 감지된 차압과 마이컴에 기설정된 기준 차압을 비교하는 차압 비교 단계와, 상기 차압 비교 단계에서 차압을 비교한 결과 감지된 차압이 기준 차압과 같은 것으로 판단되면 배기팬을 현재의 회전수로 구동시키고, 감지된 차압이 기준 차압보다 큰 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 감소 조절하며, 감지된 차압이 기준 차압보다 작은 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 상승 조절하는 팬회전수 조절 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전수 제어 방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도이며,

도 2는 본 발명에 따른 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전수 제어 방법에 대한 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

가 .. 운전신호입력부 나 .. 마이컴

다 .. 버너구동부 라 .. 차압감지부

마 .. 배기팬구동부 바 .. 팬회전수감지부

사 .. 가스량설정부

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전 제어 방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도로서, 보일러의 운전에 대한 난방/온수, 온수등의 운전 모드와 온도설정 및 시간설정 등 일련의 운전 신호를 설정하여 입력하는 운전신호입력부(가)와, 상기 운전신호입력부(가)에서 입력된 운전신호에 대하여 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 제어하고 제어된 신호를 출력하는 마이컴(나)와, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 버너를 착화 구동하는 버너구동부(다)와, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 배기 연도의 차압을 감지하는 차압감지부(라)와, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 배기팬을 구동시키므로써 연소실내에 공기를 공급하고 배기 가스를 배출하는 배기팬구동부(마)로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전 제어 방법에 대한 플로우챠트로서, 보일러가 작동을 시작하여 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며 배기팬이 구동을 시작하는 초기 구동 단계(20)와, 상기 차압계가 배기팬의 회전에 의해 배기되는 배기 가스의 흐름에 의해 변화되는 차압을 감지하는 차압 감지 단계(21)와, 상기 차압 감지 단계(21)에서 감지된 차압과 마이컴에 기설정된 기준 차압을 비교하는 차압 비교 단계(22)와, 상기 차압 비교 단계(22)에서 차압을 비교한 결과 감지된 차압이 기준 차압과 같은 것으로 판단되면 배기팬을 현재 상태의 회전수로 구동시키는 팬회전수 유지 단계(23)와, 감지된 차압이 기준 차압보다 큰 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 감소 조절하는 팬회전수 감소 조절 단계(24) 및 감지된 차압이 기준 차압보다 작은 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 상승 조절하는 팬회전수 상승 조절 단계(25)를 수행하도록 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

보일러에 전원을 인가하게 되면, 보일러의 마이컴(나)는 초기화 상태에서 임의로 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 운전 모드 설정 단계로부터 진행하게 되어 사용자는 운전신호입력부(가)를 통해서 난방, 온수 및 온수온도에 대한 일련의 운전 신호를 설정하여 마이컴(나)에 입력하게 하므로써 구동이 시작된다.

상기 초기 구동 단계(20)에서 가스의 공급은 보일러 제어기(일명 롬콘)에서 보일러의 전원을 온시킴에 의해 구동 신호가 마이컴(나)에 전달되고, 보일러 구동신호를 받은 마이컴(나)가 가스 밸브 구동부에 가스 공급 신호를 보내게 되면 가스밸브 구동부가 가스밸브를 개방시키므로써 수행되고 배기팬의 구동 역시 마이컴(나)에서 배기팬 구동 신호를 팬구동부에 보내고 팬구동부가 배기팬에 전압을 인가하므로서 구동되어 버너내의 잔류 가스를 배출시킬 수 있도록하녀, 이는 보일러 구동 신호의 입력과 동시에 이루어진다.

이와 같이 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소됨과 동시에 배기팬이 구동되어 연소된 가스가 배기 연도를 통하여 배출되면 배기팬의 토출구측에 설치된 차압계가 배기 가스의 흐름에 의한 차압을 감지하게 되고 감지된 차압은 마이컴(나)에 입력, 저장된다.

상기 차압 감지 단계(21)에서 감지된 차압은 차압 비교 단계(22)에서 마이컴(나)에 기설정된 기준 차압과 비교되고, 차압 비교 단계(22)에서 차압을 비교한 결과 감지된 차압이 설정된 기준 차압과 같으면 현재의 회전수로 배기팬을 구동시키고, 감지된 차압이 설정된 기준 차압보다 크면 기준 차압과 같아질 때까지 배기팬의 회전수를 감소시켜 배출되는 배기가스의 양을 감소조절하고, 감지된 차압이 설정된 기준 차압보다 작으면 기준 차압과 같아질 때까지 배기팬의 회전수를 상승시켜 배출되는 배기가스의 양이 증가되게 조절한다.

상기 차압 비교 단계(22)에서 비교의 기준값이 되는 기준 차압은 사용자가 원하는 난방 또는 온수 온도에 최적의 상태로 용수를 가열할 수 있는 양으로 가스가 공급되고 이때 공급된 가스를 충분히 연소시킬 수 있는 양의 공기를 버너내에 공급할 수 있는 상태로 배기팬을 회전시켰을 때에 배기팬의 토출구로부터 배출되는 배기가스의 흐름에 의한 압력을 감지하여 기설정, 저장된 것으로 이는 보일러의 제작시 실험을 통하여 산출된 값이며, 이는 보일러의 용량이나 기종에 따라 가변되어질 수 있는 것이다.

또한 상기 배기팬의 회전수를 제어하는 방법은 배기팬에 공급되는 팬구동 전압을 전압 조절 수단을 이용하여 높이거나 낮추므로써 가능해지고, 상기 전압을 조절하기 위한 수단으로는 가변 저항 등이 사용될 수 있으며, 전압 조절 수단의 제어는 마이컴(나)에 의해 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 버너내에 공급되는 가스를 연소시키기에 충분한 양의 공기를 공급할 수 있도록 배기팬이 회전되는 상태에서 배기 연도의 차압을 감지하여 기준 차압으로 설정하고 이 기준 차압에 따라 배기팬의 회전수를 제어하므로써 공급되는 가스량에 최적의 공기량이 공급되어 가스의 충분한 연소가 이루어짐은 물론 배기팬의 시효변화나 배기 연도의 길이나 형상 변화등의 환경 변화에 배기팬의 회전수가 능동적으로 적응되게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 배기팬의 토출구측에 배기 가스가 흐르는 양에 따른 차압을 감지할 수 있는 차압계를 갖는 가스보일러에 있어서,

   보일러가 작동되어 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며, 배기팬이 구동되는 초기 구동 단계와,

   상기 차압계가 배기팬의 회전에 의해 배기되는 배기 가스의 흐름에 따라 변하는 차압을 감지하는 차압 감지 단계와,

   상기 차압 단계에서 감지된 차압과 마이컴에 기설정된 기준 차압을 비교하는 차압 비교 단계와,

   상기 차압 비교 단계에서 차압을 비교한 결과 감지된 차압이 기준 차압과 같은 것으로 판단되면 배기팬을 현재의 회전수로 구동시키고, 감지된 차압이 기준 차압보다 큰 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 감소 조절하며, 감지된 차압이 기준 차압보다 작은 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 상승 조절하는 팬회전수 조절 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 차압은 사용자에 의해 설정된 설정 온도를 유지하는데 최적의 상태의 연소를 이룰수 있는 상태로 가스가 공급되는 상태에서 공급된 가스를 연소시키기에 충분한 양의 공기를 공급할 수 있는 회전수로 배기팬이 구동될 때의 배기 연도의 차압을 감지하여 기설정함을 특징으로 하는 배기 연도의 차압에 따른 가스보일러의 팬회전 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 배기팬을 속도를 조절하는 수단으로는 배기팬에 공급되는 전압을 제어하는 전압제어수단이 사용되며 이 전압제어수단은 마이컴에 의해 제어됨을 특징으로 하는 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법.