KR20000032701A - 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스의 소비량에 최적의 상태에서의 배기팬의 회전시 배출되는 배기 가스의 온도를 감지하여 기설정된 배기 가스의 설정 기준 온도에 따라 배기팬의 회전수를 조절하여, 설정온도에 최적으로 가스가 공급되는 상태로 배기팬의 회전이 제어되게 보일러가 구동될 수 있도록 한 가스보일러의 배기 가스의 온도에 따른 배기팬 제어 방법에 관한 것으로,

보일러가 작동되어 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며 배기팬이 구동되는 상태에서 배기 연도에 설치된 온도감지센서가 배기되는 배기 가스의 온도를 감지하고 이 감지된 배기 가스의 온도를 마이컴에 기설정된 설정 기준 온도범위내에 있게 되면 보일러가 정상적으로 구동되고, 감지된 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위 이상이거나 설정 기준 온도의 범위 이하이면 배기팬의 회전수를 단계적으로 감속 또는 가속시켜 설정 기준 온도범위에 도달되도록 배기팬의 회전수를 제어하므로써 배기팬의 회전 속도가 설정된 온수/난방 온도에 최적의 상태로 구동되므로써 보일러의 안정적인 연소를 이룰 수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법

본 발명은 가스보일러의 배기팬의 회전수 제어 방법에 관한 것으로, 특히 가스의 소비량에 최적의 상태로 회전되는 배기팬의 회전시 배출되는 배기 가스의 온도를 감지하여 기설정된 배기 가스의 기준설정온도에 따라 배기팬의 회전수를 조절하여, 설정온도에 최적으로 가스가 공급되는 상태로 배기팬의 회전이 제어되게 보일러가 구동될 수 있도록한 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 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.

상기와 같이 구성된 보일러의 일예를 도 1에 개략적으로 도시하였다.

보일러는 가스관을 통해 버너(5)내로 유입된 가스를 점화플러그 등의 점화수단으로 점화하여 연소시켜 버너(5)의 상부에 설치된 열교환기(4)내의 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 배기팬(1)이 구비되어 있다.

상기 배기팬(1)은 공기흡입구(2)를 통하여 흡입된 공기가 버너(5)를 통과하여 배기 가스 배출구(3)측으로 흐르는 것을 원할하게 하는 역할을 하는 것으로 가스의 연소에 충분한 공기의 공급과 연소된 가스를 버너로부터 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 배기연도를 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 정상연소시 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 배기연도를 통해 강한 역풍이 인입된 것으로 판단하여 배기팬을 소정 시간 동안 강하게 회전시키고 다시 점화행정으로의 지연시키게 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, 배기 연도를 통한 역풍이나 빨림현상에 대응하기 위해 제어 방법으로 본 출원인이 출원하고 공개된 공개특허공보 제 96-14821 호에 개시된 제어방법이 있다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이, 배기구 중단에 설치된 CO감지센서로부터 CO의 값을 체크하고 체크된 CO농도과 기설정된 설정CO농도를 비교하여 측정 CO 농도가 설정 CO 농도보다 크면 배기팬의 회전수를 증가시키고, 측정 CO농도와 설정 CO 농도와 같으면 배기팬의 회전수를 현재상태로 유지하고, 측정 CO농도가 설정 CO 농도보다 작으면 배기팬의 회전수를 감소시키는 방법으로 배기팬의 회전수를 제어하고 있으나, 이는 가스의 종류나 가스에 이물질의 함유 상태에 따라 배기 가스에 포함되는 CO의 농도에 차이가 발생하므로 사용되는 연료에 따라 배기팬의 회전수 조절을 위한 기준값을 달리 설정해야하는 문제가 있었다.

또한 종래의 배기팬 회전수 제어방법에 있어서의 배기팬의 기준 회전수 범위는 고정되거나 가스의 소비량에 따라 결정된 값에 의해 제어되며, 이와 같은 제어 방식은 배기팬의 회전수범위를 정하는데 한계가 있을 뿐만아니라 배기팬의 노후등 시효 변화에 능동적으로 대응하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 배기팬의 시효 변화나 역풍 또는 빨림 현상의 발생에 관계없이 난방이나 온수 공급에 적당하게 설정된 사용자 설정온도와 비례되게 설정된 가스 소비량에 비례할 수 있도록 설정되어 마이컴에 저장된 배기 가스의 설정기준온도와 실제로 감지된 배기 가스의 온도의 비교하여 배기팬의 회전수를 가속 또는 감속 제어하므로써 배기팬의 회전수가 사용자가 원하는 설정온도와 이에 따른 가스소비량에 적절한 상태가 되도록 제어할 수 있도록하여 최적의 연소상태로 보일러가 구동될 수 있도록 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 배기팬의 배기 연도의 중단에 배기 가스의 온도를 감지할 수 있는 온도 감지 센서를 갖는 가스보일러에 있어서, 보일러가 작동되어 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며 배기팬의 구동이 시작되는 단계와, 상기 배기 연도에 설치된 온도 감지 센서가 배기팬에 의해 배기되는 배기 가스의 온도를 감지하는 단계와, 상기 단계에서 감지된 배기 가스의 온도를 난방/온수 설정온도에 비례하도록 설정된 가스공급량과 비례되도록 기설정되고 마이컴에 저장된 설정 기준 온도과 비교하는 단계와, 상기 온도비교단계에서 감지된 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위내에 있게 되면 보일러가 정상적으로 구동되는 단계와, 상기 온도비교단계에서 감지된 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위 이상이면 배기팬의 회전수를 단계적으로 감속시켜 설정 기준 온도에 도달되게하는 단계 및 상기 온도비교단계에서 감지된 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위 이하이면 배기팬의 회전수를 단계적으로 가속시겨 설정 기준 온도에 도달되게 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 가스보일러의 개략적인 구성도이고,

도 2는 종래 CO농도에 의해 제어되는 배기팬 제어 방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도이며,

도 3는 본 발명에 따른 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도이고,

도 4은 본 발명에 따른 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법에 대한 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 .. 배기팬 2 .. 공기흡입구

3 .. 배출구 4 .. 열교환기

5 .. 버너 6 .. 가스공급밸브

가 .. 운전신호입력부 나 .. 마이컴

다 .. 버너구동부 라 .. 배기 온도감지부

마 .. 배기팬구동부

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법에 의해 제어되는 가스보일러의 개략적인 제어블럭도로서 보일러운전에 대한 난방,난방/온수,온수, 온도 및 시간등 일련의 운전신호를 설정하여 입력하는 운전신호입력부(가)와, 상기 운전신호입력부(가)에서 입력된 운전신호에 대하여 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 제어하고 제어된 신호를 출력하는 마이컴(나)과, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 버너를 착화 구동하는 버너구동부(다)와, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 상기 배기 연도의 배기 가스 온도를 감지하는 배기 온도감지부(라)와, 상기 마이컴(나)의 제어신호에 의하여 배기팬을 구동시키므로써 연소실내에 공기를 공급하고 배기 가스를 배기하는 배기팬구동부(마)로 구성되게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법에 대한 플로우챠트로서, 보일러가 구동을 시작하여 버너내에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되고 배기팬이 구동하는 단계(40)와, 상기 단계(40)와 같이 버너의 연소와 배기팬의 구동이 이루어지는 과정에서 배기팬에 의해 배기 연도로 배출되는 배기 가스의 온도를 감지하는 배기 온도감지단계(41)와, 상기 배기 온도감지단계(41)에서 감지된 배기 가스의 감지온도와 마이컴에 기설정된 설정 기준 온도를 비교하는 온도비교단계(42)와, 상기 온도비교단계(42)에서 비교된 감지온도가 설정 기준 온도범위내에 있으면 배기팬이 정상구동됨으로 판단하여 보일러가 계속적으로 가동되는 정상운전단계(43)와, 상기 온도비교단계(42)에서 비교된 감지온도가 기설정된 기준온도범위 이상인 것으로 판단되면 배기팬의 회전수를 1단계 감속시켜 배기 가스의 온도가 낮아지도록 조절한 후 다시 배기 가스의 온도를 감지하고 이를 설정 기준 온도와 비교하여 실제 감지 온도가 설정 기준 온도의 범위내에 도달되도록 배기팬의 회전수를 감속 조절하는 회전수감속조절단계(44) 및 상기 온도비교단계(42)에서 비교된 감지온도가 기설정된 기준온도범위 이하인 것으로 판단 되면 배기팬의 회전수를 1단계 가속시켜 배기 가스의 온도가 높아지도록 조절한 후 다시 배기 가스의 온도를 감지하고 이를 설정 기준 온도와 비교하여 감지온도가 설정 기준 온도의 범위내에 도달되도록 배기팬의 회전수를 가속 조절하는 회전수가속조절단계(45)를 수행하도록 이루어진 것이다.

상기 단계(40)에서 가스의 공급은 보일러 제어기(일명 롬콘)에서 보일러의 전원을 온시킴에 의해 구동 신호가 마이컴(나)에 전달되고, 마이컴(나)이 가스 밸브 구동부에 가스 공급 신호를 보내게 되면 가스 공급 밸브를 개방하므로써 수행되고 배기팬의 구동은 버너내의 잔류 가스를 배출시킬 수 있도록 보일러 구동 신호의 입력과 동시에 이루어진다.

이와 같이 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소됨과 동시에 배기팬이 구동되어 연소된 가스가 배기 연도를 통하여 배출되면 배기 연도의 일부에 설치된 배기 가스 온도감지센서가 배기 가스의 온도를 감지하게 되고 감지된 배기 가스 온도는 마이콤(나)에 입력,저장된다.

상기 배기 가스온도감지단계(41)에서 감지된 배기 가스 온도는 마이컴(나)에 기설정된 설정 기준 온도와 비교되고, 감지된 배기 가스 온도가 설정 기준 온도의 범위내에 있으면 배기팬이 정상적인 속도로 구동하는 것으로 판단하여 지속적인 연소 및 배기를 수행하여 보일러가 정상적으로 가동되어 난방이나 온수를 수행하게 된다.

상기 온도비교단계(42)에서 감지된 배기 가스 온도가 설정 기준 온도 범위보다 큰 것으로 판단되면 마이컴(나)은 배기팬구동부(마)에 배기팬 회전수 감속 신호를 보내게 되어 배기팬의 회전 속도가 감속되고 이와 같이 배기팬의 감속에 의해 배기 연도로 배기되는 배기 가스의 낮아진 온도를 다시 감지하여 설정 기준 온도와 비교하고 설정 기준 온도 범위내에 도달되면 정상운전단계(43)를 진행하고 도달되지 않았으면 다시 배기팬의 회전 속도를 감속시키는 회전수감속조절단계(44)를 반복 수행한다.

상기와 반대로 온도비교단계(42)에서 감지된 배기 가스 온도가 설정 기준 온도범위보다 작은 것으로 판단되면 마이컴(나)은 배기팬구동부(마)에 배기팬 회전수 가속신호를 보내게 되어 배기팬의 회전 속도가 가속되고 이와 같이 배기팬의 가속에 의해 배기 연도로 배기되는 배기 가스의 높아진 온도를 다시 감지하여 설정 기준 온도와 비교하고 설정 기준 온도 범위내에 도달되면 정상운전단계(43)를 진행하고 도달되지 않았으면 다시 배기팬의 회전 속도를 가속시키는 회전수가속조절단계(44)를 반복수행한다.

상기 온도비교단계(42)에서 비교의 기준값이 되는 설정 기준 온도는 사용자가 원하는 난방/온수 온도에 적당한 상태로 용수를 가열할 수 있는 가스소비량에 따라 보일러가 구동될 때 배기팬의 회전수와 비례하도록 설정된 것으로 이는 보일러의 제작시 시험을 통하여 산출된 값이며, 이는 보일러의 용량이나 기종에 따라 가변되어질 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 사용자가 원하는 난방/온수 온도에 적당한 상태로 용수를 가열할 수 있는 양의 가스가 공급되는 상태에서 보일러가 구동될 때의 배기팬 회전수와 비례하도록 설정된 배기 가스의 설정 기준 온도와 보일러의 실제 가동시의 감지되어진 배기 온도를 비교하여 감지된 배기 온도가 기 설정된 기준 온도 범위 이상이면 배기팬의 회전 속도를 단계적으로 감속시키며 다시 배기온 도와 기준 온도를 비교하여 기준 온도 범위에 도달할 때까지 배기팬의 회전수를 감속조절하고, 감지된 배기 온도가 기 설정된 기준 온도 범위 이하이면 배기팬의 회전 속도를 단계적으로 가속시키며 다시 배기 온도와 기준 온도를 비교하여 기준 온도 범위에 도달할 때까지 배기팬의 회전수를 가속조절하는 방법으로 배기팬의 회전 속도를 조절하므로써 배기팬의 회전에 의해 버너내에 공급되는 공기의 양을 가스의 연소에 적합한 상태로 조절할 수 있으며, 따라서 최적의 연소 조건에서 가스가 연소되고 보일러가 가동될 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

Claims (3)

1. 배기팬의 배기 연도에 배기 가스의 온도를 감지할 수 있는 온도 감지 센서를 갖는 가스보일러에 있어서,

   보일러가 작동되어 버너의 내부에 가스가 공급되고 공급된 가스가 연소되며 배기팬이 구동되는 단계(40)와,

   상기 배기 연도에 설치된 온도 감지 센서가 배기팬에 의해 배기되는 배기 가스의 온도를 감지하는 단계(41)와,

   상기 단계(41)에서 온도 감지 센서에 의해 감지된 배기 가스의 온도가 마이컴에 기설정된 배기 가스의 설정 기준 온도 범위와 비교하는 단계(42)와,

   상기 단계(42)에서 감지된 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도 범위 내에 있는 것으로 판단되면 배기팬이 지속적으로 구동되고 보일러가 정상적으로 작동되는 단계(43)와,

   상기 단계(42)에서 감지된 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위 이상인 것으로 판단하면 배기팬의 회전수를 단계적으로 감속시켜 배기 가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위에 도달되게 하는 감속제어단계(44) 및

   상기 단계(42)에서 감지된 배기가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위 이하인 것으로 판단하면 배기팬의 회전수를 단계적으로 가속시켜 배기가스의 온도가 기설정된 설정 기준 온도의 범위에 도달될 수 있도록 하는 가속제어단계(44)로 이루어짐을 특징으로 하는 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배기 가스의 설정 기준 온도 범위는 사용자에 의해 설정된 설정 온도를 유지하는데 최적의 상태의 연소를 이룰수 있는 상태로 가스가 공급되는 상태에서의 배기팬의 최적의 회전수에 비례하도록 설정됨을 특징으로 하는 가스보일러의 배기 온도에 따른 배기팬 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.