KR20010003836A

KR20010003836A - 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파 방지방법 및 그에 사용되는 장치

Info

Publication number: KR20010003836A
Application number: KR1019990024315A
Authority: KR
Inventors: 박재경
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-15

Abstract

본 발명의 목적은 직수관에 써미스터를 장착하고 각 직수 및 온수관에 가열장치를 장착하여 가열함으로 열전달 효과가 감소되는 경우에도 충분한 온도 상승효과를 일으켜 동파를 방지하는 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파를 방지하는 방법과 그에 사용되는 장치를 제공하는 데에 있다.

이러한 본 발명은 보일러(100)의 내부 직수 및 온수관에 장착되고, 고정구에 의하여 각 관에 장착되며, 내부는 각 관과 절연체가 삽입되고, 또한 외부는 방열판이 감싸지는 가열기(110); 및 직수관의 일측 하부에 장착되는 써미스터(111)가 장착된 보일러(100) 그리고 온도 감지단계(S1); 1차 온도 비교단계(S2); 가열단계(S3); 2차 온도 비교단계(S4) 및 가열 중단단계(S5)로 구성된 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파 방지방법에 있다.

이러한 본 발명에 따르면, 직수관과 온수관에서 보일러 내에 상승된 온도를 전달받지 못하는 경우라도 가열기에 의하여 보다 효율적인 동파방지 제어를 수행할 수 있고, 그러므로 동파로 인하여 배관이 파손됨을 방지하여 경비를 절감할 수 있다.

Description

가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파 방지방법 및 그에 사용되는 장치{METHOD PREVENTING FREEZING-DESTRUCTION OF COLD WATER AND WARM WATER TUBE FOR GAS-BOILER}

본 발명은 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파를 방지하는 방법과 그에 사용되는 장치에 관한 것으로, 특히, 부가적인 써미스터와 가열장치를 장착하여 직수관과 온수관을 가열함으로 동파를 방지하는 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파를 방지하는 방법과 그에 사용되는 장치에 있다.

종래의 가스 보일러는 단일의 열교환기로 난방 기능과 온수공급 기능을 수행하는 형태와 주 열교환기와 별도의 온수 열교환기로 구성되어 난방 및 온수를 공급하는 형태의 보일러가 공급되고 있다.

이러한 가스 보일러에 있어서, 난방관에 장착된 온도센서에 의하여 보일러 내에 온도가 일정 온도로 하강한 경우에 펌프를 작동하여 보일러 내에 물의 순환을 발생시키거나 또는 연소를 수행함으로 동파 방지기능을 수행하고 있다.

그러나 이러한 경우에 있어서는 상기 온도센서가 보일러 내에 있는 난방관 내의 물의 온도를 측정하여 동파방지 기능을 제어하고 있기 때문에 직수관과 온수관이 제대로 보호를 받지 못하고 동파하는 경우가 종종 발생하고 있다.

좀더 자세히 설명하면, 동파를 방지하기 위하여 연소를 수행하는 경우 보일러 내의 난방관 물의 온도가 15℃ 내지 35℃에 도달하게 되면 연소를 중단하도록 설계된다. 이것은 사용자가 설정한 온도를 유지하고 또한 보일러 내의 부품을 보호하기 위하여 가장 적절하게 설계되는 사양이다.

이 경우 동파 방지를 위한 연소에 의하여 설정된 난방관 물의 온도는 연소 후 수초 내지 수십초 내에 도달하게 되고, 이 때의 온도는 보일러 설계에 따른 펌프의 정지 온도(보통 약 7 내지 8℃로 설계된다.)를 초과한 상태이므로 소화 후 즉시 펌프의 구동이 중단된다.

그러므로 보일러 내의 온도가 크게 상승된 상태도 아니고, 또한 펌프의 구동도 정지된 상태에서 간접적인 열전달에 의하여 직수관과 온수관의 동파 방지를 수행하여야 하는 상태가 되므로 외부에 노출된 파이프의 동파를 방지하기가 어려운 상태가 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 결점들을 해소하고, 보다 안정적인 보일러의 운전을 위하여 직수관의 일 부분에 온도감지를 위한 써미스터를 장착하고 각각의 직수관과 온수관에 가열장치를 장착하여 난방수의 흐름과는 별도로 직수관과 온수관을 가열함으로 보일러 내의 난방수의 흐름이 차단되거나 또는 난방수에 의한 열전달 효과가 감소되는 경우에도 충분한 온도 상승효과를 일으켜 동파를 방지하는 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파를 방지하는 방법과 그에 사용되는 장치를 제공하는 데에 있다.

이러한 본 발명의 기술은 열교환기, 3 방향밸브, 플로어센서, 물탱크, 펌프 및 온도센서로 구성되어 난방모드 및 온수모드를 수행하는 가스 보일러에 있어서, 상기 보일러의 내부 직수관 및 온수관의 일측에 상기 관들을 감싸도록 장착되고, 길이 방향의 양측에 고정구에 의하여 상기 각 직수관 및 온수관에 장착되며, 내부에는 각 직수관 및 온수관과 직접 닿지 않도록 절연체가 삽입되고, 또한 외부에는 외부로 열이 방출되지 않도록 방열판이 감싸지는 가열기; 및 상기 보일러의 내부 직수관의 일측 하부에 직수관 내의 물의 온도를 감지하기 위하여 장착되는 써미스터를 장착하여 보일러 내의 온도 하강시 보일러의 동파를 방지하기 위해 각 직수관과 온수관을 가열하는 가스 보일러의 동파방지 장치 및 동파방지를 위한 연소를 수행하는 가스 보일러에 있어서, 직수관의 일측에 장착된 써미스터를 이용하여 온도를 감지하는 온도 감지단계에서 측정된 온도 값을 1차 온도 비교단계로 송출하여 온도 값을 비교하고, 가열기의 가열시작을 위한 설정값(약 2℃)을 넘는 경우에는 계속하여 온도 감지단계를 수행하고, 송출된 온도의 비교값이 상기 설정값 이하로 떨어지게 되면, 각 직수관과 온수관에 장착된 가열기에 전력을 공급하여 발생된 열을 각 직수관과 온수관에 전달하게 되는 가열단계로 신호를 송출하여 가열단계를 계속 수행하면서 동시에 2차 온도 비교단계로 신호를 송출하여 온도를 비교하며, 이때의 비교값이 가열기의 가열 중단을 위한 설정값(약 6℃)을 넘지 못하면, 가열단계를 계속하여 수행하고, 만약 비교값이 상기 설정값을 넘게되면, 가열기로 공급되는 전원을 차단하여 가열을 중단하는 가열 중단단계를 수행하게 되는 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파 방지방법에 있다.

도 1은 종래 가스 보일러의 직수관과 온수관에 각각의 가열기를 장착하고 직수관의 일측에 써미스터를 장착한 상태를 도시한 개략적인 내부 회로도 이다.

도 2는 본 발명에 의해 직수관과 온수관의 동파를 방지하기 위한 방법을 나타낸 흐름도 이다.

*도면의주요부분에대한부호의설명*

100 ... 보일러 101 ... 주 열교환기

102 ... 온수 열교환기 103 ... 3 방향밸브

104 ... 순환펌프 105 ... 물탱크

106 ... 온도센서 107 ... 플로어센서

110 ... 가열기 111 ... 써미스터

S1 ... 온도 감지단계 S2 ... 1차 온도 비교단계

S3 ... 가열단계 S4 ... 2차 온도 비교단계

S5 ... 가열 중단단계

본 발명에 따른 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파를 방지하기 위하여 사용되는 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 직수관 내에 물의 온도를 측정하기 위한 써미스터(111)를 직수관의 일 측에 장착하고, 써미스터(111)에 감지된 온도에 의하여 직수관과 온수관을 가열하기 위한 가열기(110)가 각 직수관과 온수관의 일 측에 장착된다.

이러한 가열기(110)는 일반적으로 널리 알려진 가열기(110)의 종류들이 사용될 수 있고, 전기에 의하여 열을 얻게 되는 전열기 등의 형태가 사용될 수 있으며, 또한 필요한 전력은 별도의 전원이 아닌 보일러(100) 내에 공급되는 전원을 이용할 수 있다.

그리고 이러한 가열기(110)는 코일 형태가 가장 바람직하고, 코일 형태의 양측은 일반적으로 사용되는 고정장치(미도시)에 의하여 각 직수관과 온수관에 장착되며, 또한 코일 형태의 가열기(110)는 직접 각 직수관과 온수관의 표면에 접촉하지 않도록 장착된다.

즉, 가열기(110)와 각 직수관과 온수관의 사이에는 절연체(미도시)가 삽입되어 직수관과 온수관으로 전기가 흐르는 것을 방지하게 된다. 이러한 절연체는 높은 열전달 효과를 가지며, 또한 높은 열에 잘 견딜 수 있는 물질(세라믹 물질 등)이 사용되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가열기(110)의 일측 길이 방향의 외측에서 다른 일측 길이 방향의 외측 까지 가열기(110)의 외부면을 감싸도록 방열판(미도시)을 결합한다. 이렇게 방열판을 감싸는 이유는 가열기(110)에 의하여 발생된 열이 외부로 방출되어 일어나는 열손실을 막기 위한 것이다.

본 발명에 따른 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파를 방지하기 위한 방법은 상기와 같은 방식으로 장착된 가열기(110)를 이용하여 직수관의 일측에 장착된 써미스터(111)에 의해 감지되는 온도에 따라 가열을 시작하거나 또는 중단하여 직수관과 온수관의 온도를 제어하게된다.

이와 같은 가열기(110)의 제어는 도 2에 도시된 흐름도와 같은 순서에 따라 수행되게 된다.

이때 상기 제어를 수행에 있어서는 여러가지 조건이 있으나 일반적으로 사용자가 설정한 온도에 의한 경우가 대부분이다. 즉, 사용자가 장시간 외출시 보통은 연료비를 절감하기 위하여 낮은 온도를 설정하고 외출을 하는 것이 일반적이다. 이경우에 있어서, 보일러(100)의 난방관에 장착된 온도 센서(106)에 의하여 보일러(100)를 구동하게 되는 데 사용자가 설정한 낮은 온도에 의하여 보일러(100)는 짧은 시간동안 구동을 하고 멈추게 된다.

따라서 보일러(100) 내에 발생된 열은 그리 높지 않고, 또한 보일러(100)의 동파를 방지하기 위하여 순환모터(104)의 구동에 의하여 순환모터(104), 주 열교환기(101), 3 방향밸브(103), 온수 열교환기(102)를 따라 물의 흐름이 발생 하더라도 직수관 및 온수관에는 보일러(100) 내에 발생된 열을 전달하지 못하게 된다.

이때 온도 감지단계(S1)에서는 점점 낮아지는 온도를 직수관의 일측에 장착된 써미스터(111)를 이용하여 감지하고 측정된 온도 값을 보일러(100)의 제어부(미도시)로 송출한다.

제어부로 송출된 신호에 의하여 1차 온도 비교단계(S2)에서는 송출된 온도 값을 비교하여 가열기(110)의 가열시작을 위한 설정값을 넘는 경우에는 계속하여 온도 감지단계(S1)를 수행하고, 송출된 온도의 비교값이 상기 설정값 이하로 떨어지게 되면, 각 직수관과 온수관에 장착된 가열기(110)에 전력을 공급하여 발생된 열을 각 직수관과 온수관에 전달하게 되는 가열단계(S3)로 신호를 송출하게 된다.

이때의 설정값은 써미스터(111)가 보일러(100)의 내부에 장착되고, 또한 직수관과 온수관의 일부가 외부에 노출되어 있는 상태를 감안하면, 약 2℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 가열단계(S3)를 계속 수행하면서 제어부에서는 직수관에 장착된 써미스터(111)를 이용하여 계속적인 온도를 비교하는 2차 온도 비교단계(S4)로 신호를 송출하게 된다. 만약, 이때의 비교값이 가열기(110)의 가열 중단을 위한 설정값을 넘지 못하면, 가열단계(S3)를 계속하여 수행하고, 만약 비교값이 상기 설정값을 넘게되면, 가열기(110)로 공급되는 전원을 차단하여 가열을 중단하는 가열 중단단계(S5)를 수행하게 된다.

이때의 가열기(110)의 가열을 중단하기 위한 설정온도는 직수관에 장착된 다른 부품의 손상을 감안하고, 또한 불필요한 가열로 인해 발생되는 열손실을 방지하기 위하여 약 4 내지 8℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 직수관과 온수관에서 보일러 내에 상승된 온도를 전달받지 못하는 경우라도 가열기에 의하여 보다 효율적인 동파방지 제어를 수행할 수 있고, 그러므로 동파로 인하여 배관이 파손됨을 방지하여 경비를 절감할 수 있다.

Claims

열교환기(101,102), 3 방향밸브(103), 플로어센서(116), 물탱크(105), 펌프(104) 및 온도센서(106)로 구성되어 난방모드 및 온수모드를 수행하는 가스 보일러에 있어서,

상기 보일러(100)의 내부 직수관 및 온수관의 일측에 상기 관들을 감싸도록 장착되고, 길이방향의 양측에 고정구에 의하여 상기 각 직수관 및 온수관에 장착되며, 내부에는 각 직수관 및 온수관과 직접 닿지 않도록 절연체가 삽입되고, 또한 외부에는 외부로 열이 방출되지 않도록 방열판이 감싸지는 가열기(110); 및

상기 보일러(100)의 내부 직수관의 일측 하부에 직수관 내의 물의 온도를 감지하기 위하여 장착되는 써미스터(111)를 장착하여 보일러(100) 내의 온도 하강시 보일러(100)의 동파를 방지하기 위해 각 직수관과 온수관을 가열하는 가스 보일러의 동파방지 장치.
동파방지를 위한 연소를 수행하는 가스 보일러에 있어서,

직수관의 일측에 장착된 써미스터(111)를 이용하여 온도를 감지하는 온도 감지단계(S1)에서 측정된 온도 값을 1차 온도 비교단계(S2)로 송출하여 온도 값을 비교하고, 가열기(110)의 가열시작을 위한 설정값(약 2℃)을 넘는 경우에는 계속하여 온도 감지단계(S1)를 수행하고, 송출된 온도의 비교값이 상기 설정값 이하로 떨어지게 되면, 각 직수관과 온수관에 장착된 가열기(110)에 전력을 공급하여 발생된 열을 각 직수관과 온수관에 전달하게 되는 가열단계(S3)로 신호를 송출하여 가열단계(S3)를 계속 수행하면서 동시에 2차 온도 비교단계(S4)로 신호를 송출하여 온도를 비교하며, 이때의 비교값이 가열기(110)의 가열 중단을 위한 설정값(약 6℃)을 넘지 못하면, 가열단계(S3)를 계속하여 수행하고, 만약 비교값이 상기 설정값을 넘게되면, 가열기(110)로 공급되는 전원을 차단하여 가열을 중단하는 가열 중단단계(S5)를 수행하게 되는 가스 보일러의 직수관과 온수관의 동파 방지방법.