KR20050118976A - 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기고장 자동 검출방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법 및 그 장치는 보일러내 자동급수밸브 및 유수감지기의 고장을 자동으로 검출하기 위한 것이다. 본 발명은 유수감지기를 거쳐 자동급수밸브로 직수가 유입되도록 배관 구성하며, 보일러의 전반적인 작동을 제어하는 콘트롤러에서 자동급수밸브로 구동신호를 출력하지 않았음에도 불구하고 물이 계속하여 물탱크로 공급되는 경우 온수사용이 아님에도 불구하고 유수감지기의 접점이 "온(ON)"되어 온수점화행정이 이루어지므로 이때의 난방수온 상승 기울기를 연산하여 자동급수밸브 고장을 판단하고, 난방수온 상승 기울기가 유수감지기 단락 기준 기울기보다 크면 유수감지기 고장으로 판단하여 경보를 울리도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 자동급수밸브와 유수감지기 고장을 자동 검출할 수 있어 보일러 고장에 신속하고 정확하게 대처할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법 및 그 장치{An automatic feed valve/flow switch trouble automatic detection method make use of heating water temperature in gas boiler and apparatus}
본 발명은 가스보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 점화 직후의 난방수온 상승 기울기를 이용하여 유수감지기(flow switch)와 자동급수밸브의 고장을 자동으로 검출할 수 있도록 한 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용되고 있다.
이러한 보일러의 대부분은 기름 혹은 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물(온수)을 실내의 난방배관으로 순환시켜 난방을 실시하거나 사용자의 필요에 따라 목욕탕, 싱크대 등에 온수로 공급하게 된다.
도 1은 종래 일반적인 보일러의 구성을 간략하게 보여주는 도면이다. 도 1에 보여진 바와 같이, 보일러(10)는 유입되는 가스를 연소시켜 연소열을 발생시킬 수 있도록 마련된 가스버너(17), 가스버너(17)의 상부에 설치되어 가스버너(17)의 연소열을 받아 난방수를 가열하는 열교환기(16), 및 보일러(10) 작동에 대한 전반적인 제어를 수행하는 콘트롤러(18)를 구비한다. 도 1의 보일러(10)는 또한, 물탱크(cistern)(11), 보일러(10)의 안전한 연소를 위하여 난방배관 내에 물이 일정수준 이상으로 항상 공급되어 있어야 하므로 배관내의 물이 일정수준 이하로 떨어지는 것을 감지하기 위해 물탱크(11)의 적정부위에 설치되는 저수위감지기(12), 및 물탱크(11)에 저장된 물을 열교환기(16)로 공급하기 위한 순환펌프(P)를 구비한다. 한편, 도 1의 보일러(10)는 직수배관과 물탱크(11) 사이에 통상 설치되며 콘트롤러(18)의 제어에 따라 유입되는 직수를 물탱크(11)로 공급하기 위한 자동급수밸브(13), 사용자의 온수 사용을 감지하는 유수감지기(14), 및 물탱크(11)로 물이 과도하게 공급되는 경우 물을 보일러(10) 외부로 배출시키기 위한 오버플로우호스(overflow hose)(15)를 구비한다.
이러한 구성을 갖는 도 1의 보일러(10)에서, 물탱크(11)내 저수위감지기(12)는 물탱크(11)의 저수위를 감지하여 콘트롤러(18)에 이를 전달한다. 콘트롤러(18)는 저수위감지기(12)에서 저수위감지신호가 전달되면, 자동급수밸브(13)를 개방하여 물탱크(11)에 물을 공급하므로써, 난방배관 내에 항상 적정 수준의 물이 공급되게 한다.
그리고, 사용자가 온수를 사용하기 위하여 수도꼭지 밸브를 개방하면 유수감지기(14)는 물의 흐름이나 압력의 변화 등을 감지하여 온수 점화행정을 개시하도록 콘트롤러(18)에 일정신호를 전달한다. 콘트롤러(18)는 유수감지기(14)에서 유수감지신호가 전달되면, 가스버너(17)를 점화시켜 공급되는 가스를 연소시킨다. 이때, 물탱크(11)에 저장된 물이 순환펌프(P)를 통해 열교환기(16)로 공급되어 가스버너(17)의 연소열로 유입되는 물을 가열하게 된다. 가열된 물(온수)는 온수공급관을 통해 사용자에게 제공된다.
그런데, 위와 같은 종래 가스보일러에서 자동급수밸브 자체의 고장으로 인하여 직수배관으로부터 물탱크로 물이 계속하여 공급되는 경우 물탱크의 오버플로우호스로 물이 계속 배출되게 되어 보일러가 설치된 공간의 침수 및 물 낭비가 발생하게 된다. 또한, 유수감지기 내부의 접점 단락 등 고장으로 인하여 사용자가 온수를 사용하고 있지 않음에도 불구하고 온수 사용 신호가 발생하는 경우 불필요한 연소가 발생할 뿐만 아니라 반복적인 공연소로 인하여 열교환기가 손상되고 정상적인 난방 행정을 수행하지 못하게 되어 소비자의 불만 요인이 되는 문제가 있다. 아울러, 이러한 자동급수밸브 및 유수감지기 고장을 자동으로 감지할 수 없어 일일이 점검해야 하는 번거로움이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점들을 해소하기 위해, 유수감지기를 거쳐 자동급수밸브로 직수가 유입되도록 배관 구성하고 점화 직후 난방수온 상승 기울기를 이용하여 자동급수밸브 및 유수감지기 고장여부를 자동 검출할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법을 구현하기 위한 장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 자동 고장 검출방법은, 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장을 자동 검출하기 위한 방법에 있어서, (1) 상기 자동급수밸브를 구동시키지 않은 상태에서 유수감지기 접점이 "온(ON)"되면, 온수 점화 행정을 개시하는 단계와, (2) 점화 직후의 난방수 온도를 측정하여 난방수온 상승 기울기를 연산하는 단계와, (3) 상기 연산된 점화 직후의 난방수온 상승 기울기를 제 1기준 기울기와 비교하여, 제 1기준 기울기 보다 작으면 정상적인 온수 사용으로 판단하고 제 1기준 기울기 보다 크면 제 2기준 기울기와 비교하는 단계와, (4) 상기 단계 (3)의 비교결과 연산된 점화 직후의 난방수온 상승 기울기가 상기 제 2기준 기울기 보다 작으면 자동급수밸브 고장으로 판단하고, 제 2기준 기울기 보다 크면 유수감지기 단락 고장으로 판단하는 단계, 및 (5) 상기 단계 (4)에서 고장 발생이 판단되면 사용자가 알 수 있도록 경보를 울리는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 자동 고장 검출장치는, 가스보일러의 고장 검출장치에 있어서, 온수 사용을 감지하는 유수감지기와, 상기 가스보일러내의 물탱크 저수위가 감지되면 상기 유수감지기를 거쳐 유입되는 직수를 물탱크로 공급하기 위한 자동급수밸브와, 난방수 온도를 측정하기 위한 난방수온도센서, 및 상기 가스보일러 작동의 전반적인 제어를 수행하며, 상기 난방수온도센서에서 측정된 점화 직후의 난방수온 상승 기울기를 연산하여 상기 자동급수밸브와 유수감지기 단락 고장을 검출하기 위한 콘트롤러를 포함하며, 상기 콘트롤러는 상기 자동급수밸브의 고장이나 유수감기지의 단락 고장시, 온수사용이 아님에도 불구하고 온수 점화가 수행되고 이로 인하여 열교환 작용이 일어나지 않아 점화 직후의 난방수온이 최대 난방수온 상승 기울기에 비해 급격히 상승함을 이용하여 고장을 자동 검출함을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
도 2는 본 발명이 적용된 가스보일러의 구성 상태를 보여주는 개략적인 구성도이다. 도 2에 보여진 가스보일러(20)는 도 1의 종래 가스보일러와 동일하게 구성되며, 단지 유수감지기(21)를 거쳐 자동급수밸브(22)로 직수가 유입되도록 배관 구성된다. 난방수온도센서(23)는 열교환기(16)의 출구 쪽인 물이송관 상에 마련되어 난방수의 출수온도를 측정한다. 도 2의 가스보일러(20)는 또한, 보일러(20) 작동의 전반적인 제어를 수행할 뿐 아니라 난방수온도센서(23)에서 측정된 난방수 온도를 이용하여 자동급수밸브(22)와 유수감지기(21) 고장을 검출하기 위해 변형된 콘트롤러(24), 고장 검출시 경보음을 울리기 위한 알람부(25), 및 외부 애프터서비스(A/S)센터(30) 등의 지정된 번호와 접속하여 고장발생을 통보하기 위한 통신부(26)를 더 포함하도록 구성된다. 이러한 구성을 갖는 도 2 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장을 자동 검출하는 동작에 대해 도 3 및 도 4를 통해 구체적으로 설명한다.
도 3은 점화후 경과 시간에 따른 난방수 온도 변화를 보여주는 난방수온 상승 기울기 그래프로, 가로축은 점화후 경과 시간(t)을 나타내고, 세로축은 난방수온도센서(23)에서 측정된 난방수 온도(T)를 나타낸다. 도 3에서, 점선 그래프 "A"와 "C"는 각각 최대 난방수온 상승 기울기와 유수감지기 단락 기준 기울기를 나타내며, 이는 실험을 통해 설정될 수 있다.
가스보일러(20)가 정상적인 상태인 경우, 소비자가 온수를 사용하면 유수감지기(21)가 이를 감지하여 그 신호를 콘트롤러(24)에 전달한다. 콘트롤러(24)는 유수감지기(21)로부터의 감지신호에 따라 온수 점화행정을 개시하게 된다. 즉, 콘트롤러(24)는 가스버너(17)를 점화하여 유입된 가스를 연소시켜 연소열을 발생하도록 한다. 열교환기(16)는 가스버너(17)의 연소열을 받아 난방수를 가열하여 가열된 난방수를 온수공급관으로 보내 온수를 사용할 수 있도록 한다. 콘트롤러(24)는 또한, 물탱크(11)에 설치된 저수위감지기(12)가 저수위를 감지하면 자동급수밸브(22)를 구동하여 물탱크(11)에 물을 보충하고 정해진 수위 상태에 도달하면 자동급수밸브(22)의 구동을 중단시킨다. 물론, 자동급수밸브(22)가 동작하는 경우 유수감지기(21)의 접점은 "온(ON)"되어 물의 흐름이 감지되지만, 이때에는 콘트롤러(24)가 자동급수밸브(22)의 구동신호를 출력하고 있는 상태이므로 통상적인 온수사용과 구별할 수 있다. 따라서, 이때 콘트롤러(24)는 온수점화행정을 개시하지 않는다. 즉, 콘트롤러(24)는 유수감지기(21)의 접점이 "온(ON)"되더라도 자동급수밸브(22)를 구동시킨 상태이면 단순한 물보충으로 판단하여 온수 점화행정을 수행하지 않고, 자동급수밸브(22)를 구동시킨 상태가 아니면 온수사용으로 판단하여 온수 점화행정을 수행한다.
한편, 자동급수밸브(22)가 고장인 경우 콘트롤러(24)가 자동급수밸브(22)의 구동신호를 출력하지 않았음에도 불구하고 물이 계속하여 물탱크(11)로 공급되게 된다. 이때, 자동급수밸브(22) 전단에 마련되어 있는 유수감지기(21)의 접점이 "온(ON)"되어 물의 흐름이 감지된다. 콘트롤러(24)는 자동급수밸브(22)를 구동시키지 않은 상태에서 유수감지기(21)의 접점이 "온(ON)"되면(단계 401), 일단 소비자의 온수 사용으로 판단하고 온수 점화행정을 개시한다(단계 402). 콘트롤러(24)는 난방수온도센서(23)에서 측정되는 난방수 온도를 입력받아 점화 직후의 난방수온 상승 기울기(dT/dt)를 연산한다(단계 403). 콘트롤러(24)에는 유수감지기(21)가 작동하는 최소 유량에서의 최대 난방수온 상승 기울기(도 3의 "A" 그래프 참조)와 유수감지기(21) 단락 기준 기울기(도 3의 "C" 그래프 참조)가 기입력되어 있다. 콘트롤러(24)는 연산결과가 기입력된 최대 난방수온 상승 기울기(A) 보다 큰지 여부를 판단한다(단계 404). 단계 404의 판단결과, 연산결과가 기입력된 최대 난방수온 상승 기울기(A) 보다 크지 않으면 콘트롤러(24)는 정상적인 온수사용으로 판단하게 된다(단계 405). 반대로, 연산결과가 기입력된 최대 난방수온 상승 기울기(A) 보다 크면 기입력된 유수감지기(21) 단락 기준 기울기(C) 보다 큰지 여부를 판단한다(단계 406).
자동급수밸브(22)가 고장인 경우나 유수감지기(21)의 내부 단락으로 인하여 소비자가 실질적인 온수 사용이 없이 콘트롤러(24)가 온수 사용으로 감지하여 연소를 수행하는 경우에는 열교환기(16)내에서 온수에 의한 열교환 작용이 일어나지 않으므로 보일러(20)의 난방수온은 점화 직후 급격히 상승하게 된다. 그러나, 자동급수밸브(22)가 고장인 경우에는 물이 계속하여 물탱크(11)로 공급되고 순환펌프(P)에 의하여 보일러(20) 내부의 순환이 계속되고 있으므로 미량의 열교환 작용이 일어나게 되지만, 유수감지기(21)의 단락으로 연소가 수행되는 경우에는 무시할 수 있는 정도의 자연 방열을 제외하면 열교환 작용이 전혀 일어나지 않는다고 할 수 있다. 따라서, 유수감지기(21)의 단락 고장인 경우의 난방수온 상승 기울기(도 3의 D 그래프 참조)가 자동급수밸브(22)의 고장인 경우의 난방수온 상승 기울기(도 3의 B 그래프 참조)에 비하여 더욱 크게 된다. 이러한 사실을 이용하여 점화 직후의 난방수온 상승 기울기(dT/dt)가 최소 유량에서의 최대 난방수온 상승 기울기보다 큰 경우 다시 유수감지기(21) 단락 기준 기울기와 비교하는 과정을 추가하여 자동급수밸브(22) 고장과 유수감지기(21) 단락 고장을 구별할 수 있다.
단계 406에서 연산결과가 유수감지기 단락 기준 기울기(도 3의 "C" 그래프 참조) 보다 크지 않으면, 즉 도 3에 보여진 바와 같이 연산된 난방수온 상승 기울기가 최대 난방수온 상승 기울기(A) 보다 크지만 유수감지기(21) 단락 기준 기울기(C) 보다 작으면 콘트롤러(24)는 자동급수밸브(22) 고장으로 판단한다(단계 407). 단계 406에서 연산결과가 유수감지기 단락 기준 기울기(도 3의 "C" 그래프 참조) 보다 크면, 콘트롤러(24)는 유수감지기(21) 단락 고장으로 판단한다(단계 408). 콘트롤러(24)는 자동급수밸브(22) 혹은 유수감지기(21) 단락 고장이 판단되면, 소비자가 알수 있도록 알람부(25)를 구동시켜 경보를 울리게 한다(단계 409). 그런 다음, 콘트롤러(24)는 통신부(26)를 통해 보일러 A/S센터(30) 등의 지정된 번호와 인터넷 등의 통신접속을 하여 자동급수밸브(22) 및 유수감지기(21) 단락 고장을 통보한다(단계 410).
A/S센터(30)측은 보일러(20)측으로부터 자동급수밸브(22) 및 유수감지기(21) 단락 고장 발생을 통보받아 소비자가 A/S 신청하기 이전에 고장발생부위를 알 수 있어 신속하고 정확하게 A/S처리한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법 및 그 장치는, 자동급수밸브 또는 유수감지기 고장으로 인하여 점화되는 경우 열교환 작용이 일어나지 않아 보일러의 난방수온이 점화 직후 급격히 상승하게 되는 점을 이용하여 자동급수밸브와 유수감지기의 고장을 자동 검출하므로써, 자동급수밸브 고장으로 인하여 물탱크내 물이 오버플로우되고 반복적인 공연소로 열교환기가 소손되거나 정상적인 난방행정을 수행하지 못하는 문제를 신속하게 대처할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 가스보일러의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명이 적용된 가스보일러의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도,
도 3은 난방수온 상승 기울기 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : 가스보일러 21 : 유수감지기
22 : 자동급수밸브 23 : 난방수온도센서
24 : 콘트롤러 25 : 알람부
26 : 통신부 30 : A/S센터

Claims (9)

  1. 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장을 자동 검출하기 위한 방법에 있어서,
    (1) 상기 자동급수밸브를 구동시키지 않은 상태에서 유수감지기 접점이 "온(ON)"되면, 온수 점화 행정을 개시하는 단계;
    (2) 점화 직후의 난방수 온도를 측정하여 난방수온 상승 기울기를 연산하는 단계;
    (3) 상기 연산된 점화 직후의 난방수온 상승 기울기를 제 1기준 기울기와 비교하여, 제 1기준 기울기 보다 작으면 정상적인 온수 사용으로 판단하고 제 1기준 기울기 보다 크면 제 2기준 기울기와 비교하는 단계;
    (4) 상기 단계 (3)의 비교결과 연산된 점화 직후의 난방수온 상승 기울기가 상기 제 2기준 기울기 보다 작으면 자동급수밸브 고장으로 판단하고, 제 2기준 기울기 보다 크면 유수감지기 단락 고장으로 판단하는 단계; 및
    (5) 상기 단계 (4)에서 고장 발생이 판단되면 사용자가 알 수 있도록 경보를 울리는 단계를 포함하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법.
  2. 제 1항에 있어서, 통신접속을 통해 A/S센터측에 고장 발생을 통보하는 단계 (6)을 더 포함하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 단계 (3)의 상기 제 1기준 기울기는 유수감지기가 작동하는 최소 유량에서의 최대 난방수온 상승 기울기이며,
    상기 제 2기준 기울기는 유수감지기 단락 기준 기울기임을 특징으로 하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 단계 (1)은 자동급수밸브를 구동시킨 상태에서 유수감지기 접점이 "온(ON)"되면 물보충으로 판단함을 특징으로 하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출방법.
  5. 가스보일러의 고장 검출장치에 있어서,
    온수 사용을 감지하는 유수감지기;
    상기 가스보일러내의 물탱크 저수위가 감지되면 상기 유수감지기를 거쳐 유입되는 직수를 물탱크로 공급하기 위한 자동급수밸브;
    난방수 온도를 측정하기 위한 난방수온도센서; 및
    상기 가스보일러 작동의 전반적인 제어를 수행하며, 상기 난방수온도센서에서 측정된 점화 직후의 난방수온 상승 기울기를 연산하여 상기 자동급수밸브와 유수감지기 단락 고장을 검출하기 위한 콘트롤러를 포함하며,
    상기 콘트롤러는
    상기 자동급수밸브의 고장이나 유수감기지의 단락 고장시, 온수사용이 아님에도 불구하고 온수 점화가 수행되고 이로 인하여 열교환 작용이 일어나지 않아 점화 직후의 난방수온이 최대 난방수온 상승 기울기에 비해 급격히 상승함을 이용하여 고장을 자동 검출함을 특징으로 하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 콘트롤러에서 고장 검출시 경보를 울리기 위한 알람부를 더 포함하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 콘트롤러에서 고장 검출시 이를 A/S센터측과 통신접속하여 자동급수밸브 및 유수감지기 고장 발생을 통보하기 위한 통신부를 더 포함하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출장치.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 콘트롤러는 점화 직후의 난방수온 상승 기울기가 최대 난방수온 상승 기울기보다 크면 자동급수밸브의 고장으로 판단함을 특징으로 하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 콘트롤러는 점화 직후의 난방수온 상승 기울기가 유수감지기 단락 기준 기울기보다 크면 유수감지기의 내부 단락 고장으로 판단함을 특징으로 하는 난방수온을 이용한 가스보일러의 자동급수밸브/유수감지기 고장 자동 검출장치.
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