KR200288038Y1 - 회전속도 감지수단을 구비한 보일러용 순환 펌프를 이용한 유속 가변 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전속도 감지수단을 구비한 순환 펌프와 이를 이용한 유속 가변 보일러에 관한 것이다.

이 보일러용 순환 펌프는 회전속도 감지수단을 구비하여 회전속도 측정이 가능하며, 이를 이용한 보일러는 버너를 구비하여 난방수를 가열하는 연소실과, 연소실과 난방을 위한 실내를 거쳐 난방수를 순환시키는 순환 파이프와, 그 중 실내에서 나와 연소실로 이어지는 순환파이프 중간에 설치되어 난방수 순환의 동력을 제공하고, 회전속도 감지수단을 구비하여 회전속도 측정이 가능한 펌프와, 연소실을 거쳐 나오는 순환 파이프에 설치되어 연소실에서 가열되어 실내로 유입되는 난방수의 온도를 측정하는 출탕온도센서와, 연소실로 들어가는 순환파이프에 설치되어 실내를 거쳐 연소실로 유입되는 난방수의 온도를 측정하는 환수온도센서와, 상기 출탕온도센서와 환수온도센서에 의하여 감지된 온도와 회전속도 감지수단으로부터 측정된 펌프의 회전속도를 입력받아 연소실의 연소와 펌프의 적정회전 속도를 위한 전력을 제어하는 컨트롤 박스로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 유속 가변 보일러는 출탕온도와 환수온도의 차 및 현재 펌프의 회전속도를 측정하여 펌프의 회전속도를 비례제어하여 소비전력을 줄이면서도 효율적으로 난방 온도를 제어하고, 이러한 온도를 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

회전속도 감지수단을 구비한 보일러용 순환 펌프를 이용한 유속 가변 보일러{FLUID SPEED ADJUSTABLE BOILER USING THE CIRCULATING PUMP FOR BOILER INCLUDING RPM CHECK DEVICE}

본 고안은 보일러용 순환 펌프와 유속 가변 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전속도 감지수단을 구비하여 회전속도 측정이 가능한 보일러용 순환 펌프와, 이 펌프 및 환수온도센서를 이용하여 연소실로 들어가는 난방수와 나오는 난방수의 온도차 및 그때의 펌프의 회전속도를 측정하고 이에 따라 펌프에 가장 적정의 전력을 공급하여 난방수의 유속을 가변할 수 있는 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러용 순환 펌프는 유속의 제어가 불가능한데, 이러한 펌프를 이용한 보일러 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 버너(1a)를 구비하여 난방수를 가열하는 연소실(1)과, 상기 연소실(1)과 난방을 위한 실내(2)를 거쳐 난방수를 순환시키는 순환 파이프(3)와, 상기 순환 파이프(3) 중 실내에서 나와 연소실로 이어지는 순환 파이프 중간에 설치되어 난방수 순환의 동력을 제공하는 펌프(4)와, 연소실(1)을 거쳐 나오는 순환 파이프에 설치되어 연소실(1)에서 가열된 난방수의 온도를 측정하는 출탕온도센서(5)와, 요구되는 난방온도가 설정되면 출탕온도와 비교하여 연소실(1)의 온,오프를 비롯한 보일러 시스템을 제어하는 컨트롤 박스(7)로 구성된다.

즉, 보일러가 작동되고, 실내온도 조절기(6)에서 요구되는 난방온도가 설정되면 설정 온도가 출탕 온도보다 높은 경우 버너가 작동되어 난방수를 데우고, 이와 함께 순환 펌프가 작동되어 데워진 난방수를 순환시키며, 출탕온도가 상승하여 설정온도와 같아지면 버너와 펌프는 멈추게 된다. 그리고, 출탕온도가 떨어지면 다시 버너와 펌프가 기동되고, 출탕온도가 상승하면 멈추게 되며, 이를 계속 반복하게 된다.

그러나 이러한 종래의 시스템에서는 설정온도를 중심으로 출탕온도와 비교하여 일정속도로만 회전하는 펌프가 계속하여 작동하거나 멈추게 되므로, 일반적으로 소비전력이 높으나 열효율이 낮고, 열손실이 큰 단점이 있었다. 또한, 난방수의 온도 상승 및 하강에 따른 제어응답의 지연이 커서 연료 낭비의 원인이 되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제를 해결하여 연소실에서 가열된 난방수의 온도와 실내를 거친 난방수의 온도차에 따라 펌프의 최적의 회전속도를 결정하고, 실제 펌프의 회전속도를 측정하여 최적의 회전속도를 위한 적정 전력만을 제공할 수 있는 유속 가변 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 보일러 시스템 구현을 위하여 회전속도 측정이 가능한 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 보일러 시스템의 개략도,

도 2는 회전속도 감지수단을 구비한 보일러용 순환 펌프의 일부절결 평면도,

도 3는 본 고안에 따른 보일러 시스템의 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11: 연소실 11a: 버너

12: 난방을 위한 실내(난방부하) 13: 순환 파이프

14: 순환 펌프 15: 출탕온도센서

16: 실내 온도설정기 17: 컨트롤 박스

20: 회전속도 감지수단 21: 환수온도센서

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 보일러용 순환 펌프는 회전속도 감지수단을 구비하여 펌프의 회전속도 측정이 가능하다.

그리고, 이러한 순환 펌프를 이용한 유속 가변 보일러는 버너를 구비하여 난방수를 가열하는 연소실과, 상기 연소실과 난방을 위한 실내를 거쳐 난방수를 순환시키는 순환 파이프와, 상기 순환 파이프 중 실내에서 나와 연소실로 이어지는 순환파이프 중간에 설치되어 난방수 순환의 동력을 제공하는 펌프와, 상기 펌프에 설치되어 펌프의 회전속도를 감지하는 회전속도 감지수단과, 연소실을 거쳐 나오는 순환 파이프에 설치되어 연소실에서 가열되어 실내로 유입되는 난방수의 온도를 측정하는 출탕온도센서와, 연소실로 들어가는 순환파이프에 설치되어 실내를 거친 후 연소실로 유입되는 난방수의 온도를 측정하는 환수온도센서와, 상기 출탕온도센서와 환수온도센서에 의하여 감지된 온도와 회전속도 감지수단으로부터 측정된 펌프의 회전속도를 입력받아 연소실의 연소와 펌프의 적정회전속도를 위한 공급전력을 제어하는 컨트롤 박스를 포함하여 구성된다.

이러한 유속 가변 보일러는 출탕온도에 따라 연소실의 연소가 온,오프됨과 더불어, 출탕온도와 환수온도의 차에 따라 펌프가 적정한 속도로 회전하도록 제어하게 되며, 이때 실제 펌프의 회전속도를 측정하여 요구되는 적정 전력을 제공하여 적은 전력으로 더 효율적인 난방을 실행하고, 설정온도를 지속적으로 유지할 수 있다.

이하, 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 보일러용 순환 펌프의 단면도이다. 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 보일러용 순환 펌프(14)는 일단에 회전속도 감지수단(20)이 구비되어 회전속도를 측정할 수 있다. 즉, 마그네트(도시되지 않음) 등을 축과 함께 회전하도록 설치한 후 센서(20a)를 통하여 그 회전수를 감지하여 펌프의 회전속도를 측정하게 된다. 상기 회전속도 감지수단(20)은 FG-마그네트(Frequency Generator-Magnet)형 또는 FG-코일(FG-Coil)형 등의 종래의 일반적인 것이 사용될 수 있다.

도 3은 이러한 순환 펌프를 이용한 본 고안의 일 실시예에 따른 보일러 시스템의 개략도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 고안의 보일러는 난방수를 가열하는 연소실(11)이 구비되고, 이 연소실(11)을 통과하고 난방을 위한 실내(난방부하,12)를 거치도록 순환 파이프(13)가 설치되어 난방수를 순환시킨다.

상기 순환 파이프(13) 중 실내에서 나와 연소실로 이어지는 순환파이프 중간에는 펌프(14)를 설치하여 난방수 순환의 동력을 제공하며, 이 펌프(14)에는 회전속도 감지를 위한 회전속도 감지수단(20)이 구비된다.

그리고, 연소실(11)을 거쳐 나오는 순환 파이프에는 출탕온도센서(15)를 설치하여 연소실(11)에서 가열되어 실내(12)로 유입되는 난방수의 온도를 측정하게 되고, 연소실(11)로 들어가는 순환파이프에는 환수온도센서(21)를 설치하여 실내(12)를 거친 후 연소실(11)로 유입되는 난방수의 온도를 측정하게 된다.

그리고, 연소실(11)과 펌프(14)를 비롯한 보일러 시스템을 제어하는 컨트롤 박스(17)를 구비한다.

따라서, 이와 같이 구성되는 보일러 시스템에서, 보일러를 작동시키고, 실내 온도설정기(16)에 요구되는 온도를 설정하게 되면, 이 설정된 온도보다 출탕온도가 낮은 경우 연소실(11)의 버너(11a)가 작동하여 난방수를 데우게 된다.

그리고, 이렇게 데워지는 난방수는 펌프(14)에 의하여 순환파이프(13)를 따라 순환하게 되는데, 이때 환수온도센서(21)에서 측정되는 연소실 입수 온도는 난방수가 순환하여 실내 온도를 상승시킴에 따라 함께 상승하게 되고, 따라서, 출탕온도센서(15)와 환수온도센서(21)에서 측정되는 연소실 출수 온도와 입수 온도는 그 온도차가 점점 줄어들게 된다.

연소실(12) 출수 온도와 입수 온도의 차이가 줄어듦에 따라 필요한 열공급은 작아지고, 따라서 컨트롤 박스(17)에서는 펌프(14)에 공급되는 전력을 줄여 난방수를 천천히 순환시키게 되는데, 이때 회전속도 감지수단(20)에 의하여 측정된 실제 펌프(14)의 회전속도에 따라 상기 온도차에 적정한 펌프(14)의 회전속도를 위한 적정 전력만을 공급하게 된다. 그리고, 이러한 펌프(14)의 회전속도의 변화에 따라 난방수의 유속이 달라지게 되는 것이다.

이러한 난방수의 유속의 변화 즉, 펌프(14)의 회전속도의 변화는 연소실(12) 출수 온도와 입수 온도의 차이가 일정온도 이상 커지지 않도록 유지시키도록 제어되는데, 예컨대, 상기 온도차가 5도 정도가 가장 효율적인 경우 온도차가 5도 이상이 되면 펌프(14)의 회전속도가 빨라지고, 온도차가 5도에 가까와 질수롤 펌프(14)의 회전속도가 느려지도록 제어되며, 이때 측정되는 실제 펌프(14)의 회전속도에 따라 필요한 적정 전력만을 공급하게 되는 것이다. 이와 같이 적정 온도차를 유지함에 의해 지속적인 설정온도로의 유지가 가능하게 된다.

이러한 펌프(14)의 비례제어는 현 상태의 실제 온도상황과 펌프(14)의 회전속도에 따라 적정의 전력을 공급하게 되므로 소비전력을 절약함과 동시에 펌프(14)의 수명도 연장할 수 있다. 또한, 온도변화에 대한 제어응답의 지연을 상당량 줄여열효율을 향상시킴과 함께 장치 전체의 효율을 향상시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 보일러는 출탕온도와 환수온도를 측정하여 그 온도차에 따라 펌프의 회전속도를 적정하게 변화시키게 되고, 이때 펌프의 실제 회전속도를 측정하여 적정 회전속도로의 변화를 위한 적정 전력만을 공급하게 되므로 소비전력을 절약하면서도 설정온도의 지속적인 유지가 가능하며, 온도변화에 대한 제어응답의 지연을 줄여 열효율을 향상시킴과 동시에 장치 전체의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 순환 펌프는 회전속도 감지수단에 의하여 회전속도를 측정하고, 상기 보일러 시스템에서와 같이 필요한 적정 전력만을 공급하게 되므로 펌프의 수명도 연장할 수 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위의 기재 범위 내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 버너를 구비하여 난방수를 가열하는 연소실과 ;

   상기 연소실과 난방을 위한 실내를 거쳐 난방수를 순환시키는 순환 파이프와;

   상기 순환 파이프 중 실내에서 나와 연소실로 이어지는 순환파이프 중간에 설치되어 난방수 순환의 동력을 제공하고, 회전속도 감지수단을 구비하여 회전속도 측정이 가능한 순환 펌프와;

   상기 펌프에 설치되는 회전속도 감지수단과;

   연소실을 거쳐 나오는 순환 파이프에 설치되어 연소실에서 가열되어 실내로 유입되는 난방수의 온도를 측정하는 출탕온도센서와;

   연소실로 들어가는 순환파이프에 설치되어 실내를 거친 후 연소실로 유입되는 난방수의 온도를 측정하는 환수온도센서와;

   상기 출탕온도센서와 환수온도센서에 의하여 감지된 온도와 회전속도 감지수단으로부터 측정된 펌프의 회전속도를 입력받아 연소실의 연소와 펌프의 적정회전속도를 위한 전력공급을 제어하는 컨트롤 박스로 구성되는 것을 특징으로 하는 유속 가변 보일러.