KR20020013062A - 보일러의 난방제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 난방제어방법에 관한 것으로써, 각각 다른 지역에 설치된 다수 개의 룸콘에서 임의의 시간 단위로 현재실내온도 및 설정실내온도에 관한 온도데이터를 보일러의 메인콘트롤러로 송신하는 단계와; 상기 메인콘트롤러에서 상기 복수 개의 룸콘들에서 전송된 온도데이터를 수신한 후, 다수 개의 룸콘이 위치한 각각 다른 지역에 대한 현재실내온도와 설정실내온도의 차를 계산하고, 이를 각 지역의 현재 난방수온도와 비교/판단, 연산처리하는 단계와; 상기 연산처리된 값을 기준으로 보일러열량을 제어하기 위한 제어신호를 버너에 출력하거나 또는 각 지역으로 난방수가 들어가는 배관밸브를 제어하기 위한 제어신호를 해당 배관밸브 제어수단에 출력하는 단계; 를 포함하여 이루어진 것으로써, 각 방의 실내온도를 원하는 온도로 자동으로 제어할 수 있고, 편리하고 연료를 절감할 수 있어 효율적으로 난방기능을 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

보일러의 난방제어방법{Method for controlling heating of boiler}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수 개의 룸콘이 위치한 각각의 지역에서의 현재실내온도와 설정실내온도를 기준으로 해당 지역의 배관밸브및 보일러열량이 자동으로 제어되도록 하여 사용자가 편리하게 보일러 난방운전을 제어할 수 있고, 난방제어의 정밀성을 높일 수 있도록 한 보일러의 난방제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 일정한 공간 내의 온도를 일정하게 유지하여 일의 능률을 올리도록 하는 것을 공기조화라 하며, 이때 사용되는 인위적인 수단을 공기조화장치라 한다.

이 공기조화장치는 실내 공기의 온도를 낮추는 냉방장치와 그 온도를 높이는 난방장치가 있다. 이 냉방장치는 압축된 냉매가 팽창되면서 발생하는 흡열작용을 이용하여 흡입된 공기를 냉각시키고, 이 냉각된 공기를 실내로 토출시킴으로써, 실내를 냉방하게 된다.

또한, 난방장치는 에너지원에 따라 유류를 사용하는 기름보일러와, 기체를 사용하는 가스보일러로 구분되는데, 기름보일러와 가스보일러는 모두 유류와 가스를 발화물질로 사용하여 이 발화물질이 산화됨에 따라 발생하는 열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물을 순환시킴으로써 실내의 온도를 높임과 동시에 온수를 제공한다.

한편, 가스보일러는 시스템의 구조 즉, 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러 가지로 나누어지는데 특히 외기의 온도변화에 따라 공기량을 조절하여 항상 일정량의 공기가 공급될 수 있도록 공기비례제어 방식을 사용하고 있는 경우 이를 공기 비례식 가스보일러라고 통칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 일반적인 가스보일러의 하나인 공기 비례식가스보일러에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 가스보일러의 구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 가스보일러(2)는 송풍기(10)와 버너(12)가 화염감지기(4)의 상부에 배치되어 있다. 화염감지기(4)의 상부에는 송풍기(10)의 작동에 따라 흡기덕트(6)를 통해 흡입된 급기와 가스를 연소시키는 버너(12)가 설치되어 있으며, 버너(12) 아래에는 차례대로 현열부 열교환기(14)와 잠열부 열교환기(16)가 배치되어 있다. 현열부 열교환기(14)는 버너에서 발생된 현열이 직접적으로 접촉되어 열교환되는 과정에서 난방수를 가열하게 되며, 잠열부 열교환기(16)는 배기가스와의 열접촉시에 발생되는 잠열을 이용하여 난방수를 가열시킨다.

잠열부 열교환기(16)를 통과한 배기가스는 배기덕트(20)를 통해서 외부로 방출되며, 열교환 과정에서 발생된 응축수는 배기후드(18)에 모아진 다음 외부로 배출된다.

보일러의 좌측 하부에는 난방수를 순환시키는 순환펌프(22)가 배치되어 있다. 순환펌프(22)가 작동되면 실내의 난방을 마친 난방수는 라인(L1)을 통해서 난방수 여과기(24)로 유입하게 된다.

그리고 난방수 여과기(24)에서는 난방수에 포함되어 있는 불순물을 제거하게 되며, 여과된 난방수는 상부의 기수 분리기(26)로 보내진다. 기수 분리기(26)는 난방수에 포함되어 있는 공기를 배출하기 위한 것으로, 상부의 에어벤트를 통해서 공기를 배출하게 된다.

난방수여과기(24)와 기수 분리기(26) 사이에는 난방수의 압력이 과도하게 상승되는 것을 막기 위한 과압방지밸브(32)가 설치되어 있어, 난방수의 일부를 팽창탱크(48)로 보내 압력을 조절하게 된다.

그리고 기수분리기(24)를 통과한 난방수는 순환펌프(22)의 작동으로 라인(L2)을 통해서 잠열부 열교환기(16)로 공급된 다음, 현열부 열교환기(14)를 지나면서 가열되어 라인(L3)으로 배출된다. 라인(L3)을 통해 배출된 난방수는 3웨이 밸브(28)의 작동에 따라 실내로 공급된다.

보일러의 중간 하부에는 난방수의 열을 이용하여 온수를 얻는 열교환기가 도시되어 있다. 온수흐름스위치(36)의 작동에 따라 라인(L6)을 통해 유입된 냉수는 온수 열교환기(34)를 지나는 과정에서 가열된 다음 라인(L7)을 통해서 배출된다.

보일러의 우측 하부에는 가스 공급장치가 설치되어 있다. 가스밸브(44)의 작동에 따라 라인(L8)을 통해 유입된 가스는 라인(L9)을 통해서 화염감지기(4) 상부의 노즐(8)로 공급된다.

이때, 가스의 공급량은 공기비례제어 전자밸브(46)의 작동에 따라 가변되므로써 화기의 변화에 따른 공급량을 보상하게 된다. 이렇게 공급된 가스는 점화 트랜스(42) 및 점화봉을 통해 전달되는 스파크에 의해 점화되어 연소되는데, 이러한 일련의 연소과정은 사용자가 조작하는 룸콘(38)의 입력신호를 받는 메인콘트롤러(40)에 의해서 제어된다.

이와 같은 가스보일러는 난방운전기능으로 실내온도 난방기능과 난방수온도 난방기능이 있다.

난방운전기능의 발전으로 실외가 아닌 실내에서도 룸콘을 이용하여 소비자의취향에 맞게 보일러를 가동 및 정지시킬 수 있으며 적은 연료로 정밀하고 신속하게 보일러를 제어하여 보다 더 효율적이고 안전하게 난방 생활을 즐길 수 있다.

최근에는 24시간 타이머 및 예약운전기능 및 유/무선으로 보일러를 제어할 수 있도록 되었다.

하지만 방마다 사용하는 사람에 따라 원하는 온도가 다르고 주위온도 및 환경이 달라서 발생하는 문제를 해결하기 위하여 사용자가 직접 각 방마다 연결되어 있는 배관밸브를 조절할 수 있도록 하거나 1대의 보일러에 2개 이상의 룸콘과 중간제어기를 설치하여 사용하도록 하는 방법이 적용되고 있다.

하지만, 이와 같은 종래 기술의 보일러의 난방 제어에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.

각 방의 사용자가 사용환경에 맞게 설정온도를 수시로 조절하거나, 설치된 룸콘의 기능이 설정된 실내온도 및 난방수온도에 의해 무조건 운전되므로 필요에 따라 각 방의 배관밸브를 조절해야 되므로 사용자의 불편이 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 따른 보일러 난방제어방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 1대의 보일러에 1개 이상의 룸콘을 설치하고, 각 룸콘에서 설정실내온도 및 현재실내온도에 관한 온도데이터를 정리하여 보일러의 메인콘트롤러로 송/수신하면, 메인콘트롤러에서는 수신된 온도데이터를 기준으로 각 방의 배관밸브 및 보일러열량을 제어하도록 이루어짐으로써, 사용자가 편리하게 보일러의 난방운전을 제어할 수 있고, 난방제어의 정밀성을 높일 수 있도록 한 보일러의 난방제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 가스보일러의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 보일러의 난방제어장치의 구성도이다.

도 3a는 본 발명에 따른 룸콘의 구성도이다.

도 3b는 본 발명에 따른 보일러 메인콘트롤러의 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 보일러의 난방제어방법을 설명하기 위해 도시된 흐름도이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

201 ; 메인콘트롤러 202a.202b.202c ; 배관밸브 제어수단

203a.203b.203c ; 룸콘

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보일러의 난방제어방법은 각각 다른 지역에 설치된 다수 개의 룸콘에서 임의의 시간 단위로 현재실내온도 및 설정실내온도에 관한 온도데이터를 보일러의 메인콘트롤러로 송신하는 단계와; 상기 메인콘트롤러에서는 상기 복수 개의 룸콘들에서 전송된 온도데이터를 수신한 후, 다수 개의 룸콘이 위치한 각각 다른 지역에 대한 현재실내온도와 설정실내온도의 차를 계산하고, 이를 각 지역의 현재 난방수온도와 비교/판단, 연산처리하는 단계와; 상기 연산처리된 값을 기즌으로 보일러열량을 제어하기 위한 제어신호를 출력하거나 또는 제어하고자 하는 지역으로 난방수가 들어가는 배관밸브를 제어하기 위한 제어신호를 해당 배관밸브 제어수단에 출력하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 보일러의 난방제어방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 보일러의 난방제어장치의 구성도이다.

각각 서로 다른 위치에 구성되어 임의의 시간 단위로 현재실내온도 및 설정실내온도에 관한 데이터를 보일러의 메인콘트롤러로 전송하는 다수 개의 룸콘(203a, 203b, 203c)들과, 상기 다수 개의 룸콘(203a, 203b, 203c)에서 전송된 온도 데이터에 의해 다수 개의 룸콘(203a, 203b, 203c)들이 위치한 각 방의 현재실내온도, 설정실내온도와 현재 난방수온도를 비교/판단 및 비례제어 연산처리하여 적정열량 제어신호 및 각 방의 배관밸브를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 메인콘트롤러(201)와, 상기 메인콘트롤러(201)의 배관밸브 제어신호에 의해 개별적으로 제어되어 각 방으로 들어가는 난방수를 조절하는 다수 개의 배관밸브 제어수단(202a, 202b, 202c)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 보일러의 난방 제어 장치의 룸콘과 메인 콘트롤러의 상세 구성은 다음과 같다.

도 3a는 본 발명에 따른 룸콘의 구성도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 보일러 메인콘트롤러의 구성도이다.

먼저, 룸콘은 도 3a에서와 같이, 사용자의 선택에 의한 난방제어를 위한 선택신호와 설정/현재실내온도를 마이컴(300)으로 입력하는 입력부(301)와, 입력된 난방 제어를 위한 선택신호 및 설정/현재 실내온도 데이터를 처리하는 연산모드 블록(303)과, 상기 연산모드 블록(303)에서 비교/연산 처리된 값을 전송 받아 비교/판단하여 출력하는 제어모드 블록(304)과, 상기 제어모드 블록(304)에서 출력된 값을 사용자가 인지할 수 있도록 외부로 표시하는 표시부(302)와, 상기 제어 모드 블록(304)에서 출력된 값을 저장하여 현재 선택된 동작 모드를 기억하는 저장 모드 블록(305)과, 상기 제어모드 블록(304)에서 출력된 값을 통신 가능한 데이터로 변환하고, 메인콘트롤러에서 보내온 데이터를 처리하는 통신 데이터처리 모드 블록(306)과, 통신시간이 되면 난방 제어에 관한 데이터를 포함한 통신데이터를 통신부(308)를 통해 메인콘트롤러와 난방 제어에 필요한 데이터를 송/수신하는 통신모드 블록(307)을 포함하여 구성된다.

그리고 메인콘트롤러는 도 3b에서와 같이, 마이컴(400)의 제어에 의해 보일러의 구동에 필요한 데이터의 입/출력이 이루어진다.

통신시간이 되면 통신부(403)를 통하여 데이터의 송신 및 복수개의 룸콘(203a, 203b, 203c)으로부터의 데이터를 수신하는 통신모드 블록(407)과, 통신 모드 블록(407)에서 수신한 데이터의 노이즈 및 오류 데이터를 제거하고 마이컴(400)에서 제어 가능한 데이터로 처리하여 출력하는 통신 데이터처리 모드 블록(406)과, 통신 데이터처리 모드 블록(406)에서 처리된 데이터를 이용하여 복수개의 룸콘(203a, 203b, 203c)들이 위치한 각 방의 현재실내온도와 설정실내온도와 입력부(401)로부터 보상해 읽은 난방수온도를 비교/판단 및 연산 처리하는 연산 모드 블록(404)과, 연산 처리된 데이터에 의해 보일러버너 및 각 방의 배관밸브를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어모드블록(405)으로 구성된다.

상기와 같이 이루어진 보일러에 대한 본 발명에 따른 난방제어방법은 도 4에 도시된 바와 같이 이루어진다.

우선, 룸콘(203a, 203b, 203c)은 현재실내온도 및 설정실내온도에 관한 온도데이터를 정리(S10)하여 보일러의 메인콘트롤러(201)와 통신시간이 되면(S20) 이를 전송한다(S30).

이후, 메인콘트롤러(201)에서는 상기 다수 개의 룸콘들(203a, 203b, 203c)에서 전송된 온도데이터를 수신(S40)한 후, 다수 개의 룸콘(203a, 203b, 203c)이 위치한 각각 다른 지역에 대한 현재실내온도와 설정실내온도의 차를 계산하고, 이를 각 지역의 현재 난방수온도와 비교/판단, 연산처리한다(S50).

이후, 상기 연산처리된 값을 이용하여 보일러의 열량을 제어하기 위한 제어신호를 보일러버너에 출력하거나 또는 제어하고자 하는 지역으로 난방수가 들어가는 배관밸브를 제어하기 위한 제어신호를 해당 배관밸브 제어수단에 출력한다(S60).

예를 들어, 룸콘(203b)이 있는 방은 설정실내온도가 높고 룸콘(203c)이 있는 방은 설정실내온도와 현재실내온도가 같고, 룸콘(203a)이 있는 방은 현재실내온도가 높은 경우에는, 우선 룸콘(203b)이 있는 방의 현재실내온도 및 설정실내온도와 현재 난방수온도를 비교/연산 처리하고, 비례제어하기 위한 적정열량값에 대한 제어신호를 버너에 출력하여 버너의 구동을 제어한다.

또한, 룸콘(203c)과 룸콘(203a)에 해당하는 배관밸브를 막도록 해당 배관밸브 제어수단(202c, 202a)에 제어신호를 출력한 후, 룸콘(203a)의 배관밸브만 오픈되도록 해당 배관밸브 제어수단(202a)에 제어신호를 출력하여, 각 방으로 들어가는 난방수를 조절한다.

이와 같은 본 발명에 따른 보일러의 난방제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.

다수 개의 룸콘들을 이용하여 사용자가 원하는 실내온도를 입력하면, 룸콘의 통신부에서 각 룸콘들의 현재/설정 실내온도를 정리하여 보일러의 메인콘트롤러로 전송하고, 메인콘트롤러에서 각 방의 현재/설정실내온도와 현재 난방수온도에 따라 계산된 열량으로 보일러를 제어하고, 배관밸브를 비례/ON-OFF제어하도록 하여 중간제어기없이 각 방마다 원하는 실내온도로 신속하고 정밀하게 제어할 수 있다.

이는 소비자가 직접 배관밸브를 조절하지 않아도 돼 편리하고, 중간제어기가 없어 설치가 간단하고, 메인콘트롤러에서 룸콘이 설치되어 있는 각 방에 대하여 1대1로 열량제어를 하여 온도제어를 하므로 기존과는 달리 룸콘이 설치된 방마다 원하는 온도로 자동으로 제어하므로, 편리하고 연료를 절감할 수 있어 효율적으로 난방기능을 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 각각 다른 지역에 설치된 다수 개의 룸콘에서 임의의 시간 단위로 현재실내온도 및 설정실내온도에 관한 온도데이터를 보일러의 메인콘트롤러로 송신하는 단계와;

   상기 메인콘트롤러에서는 상기 복수 개의 룸콘들에서 전송된 온도데이터를 수신한 후, 다수 개의 룸콘이 위치한 각각 다른 지역에 대한 현재실내온도와 설정실내온도차를 계산하고, 이를 각 지역의 현재 난방수온도와 비교/판단, 연산처리하는 단계와;

   상기 연산처리된 값을 기준으로 보일러열량을 제어하기 위한 제어신호를 출력하거나 또는 제어하고자 하는 지역으로 난방수가 들어가는 배관밸브를 제어하기 위한 제어신호를 해당 배관밸브 제어수단에 출력하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방제어방법.