KR20110021551A - Air pressure sensor error detecting method in air proportionality type boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보일러 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러의 착화 및 연소시 풍압센서와 송풍기 회전수의 상관관계를 측정한 결과값에 따라 공동 배기구측의 외부압력에 따른 풍압센서의 이상을 감지하여 보일러를 제어할 수 있는 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler control method, and more particularly, to detect an abnormality of a wind pressure sensor according to an external pressure of a common exhaust port according to a result of measuring a correlation between a wind pressure sensor and a blower rotational speed during combustion and combustion of a boiler. It relates to a wind pressure sensor abnormality detection method in an air proportional boiler that can control the boiler.
최근 일반 가정에서는 난방 및 온수 보일러로서 대기오염이 적고 사용이 간편한 액화천연가스(LNG)를 사용하는 가스 보일러를 주로 사용하고 있으며, 이 가스 보일러는 통상 난방수를 가열하는 열교환기에 따라 콘덴싱(Condensing)과 비콘덴싱 방식으로 구분된다. 이중 콘덴싱 방식의 가스 보일러는 연소열을 이용하여 직접 난방수를 가열하고, 아울러 배기가스의 응축잠열을 재차 흡수하여 열효율을 최대화 하고 있다.Recently, general households use gas boilers that use liquefied natural gas (LNG), which is low in air pollution and easy to use, as heating and hot water boilers. This gas boiler is usually condensed according to a heat exchanger that heats heating water. And non-condensing. The double-condensing gas boiler maximizes thermal efficiency by directly heating the heating water using combustion heat and absorbing the latent heat of condensation.
즉, 콘덴싱 가스 보일러를 살펴보면, 상부에 버너를 설치하여 공기와 혼합된 가스를 점화 및 하향 연소되게 하고, 그 하부에 설치된 난방용 열교환기에서 고온 연소가스를 이용하여 난방수를 가열하며, 이렇게 데워진 난방수를 실내로 순환시킴으로써 난방을 실시한다.That is, when looking at the condensing gas boiler, a burner is installed at the upper part to ignite and burn down the gas mixed with air, and the heating water is heated by using a high temperature combustion gas in the heating heat exchanger installed at the lower part, and thus the heated heating Heating is performed by circulating the water indoors.
또한, 온수 사용시에는 삼방밸브를 이용하여 실내로 공급되는 온수를 차단하고, 병렬로 설치된 급탕용 열교환기로 전환 공급하여 이를 가열원으로 사용하며, 차단 및 접촉된 급탕용 열교환기의 다른 부분으로 급탕용 온수를 공급 및 환수하면서 가열하고, 데워진 온수를 세면 및 목욕용으로 사용한다.In addition, when using hot water, the hot water supplied to the room is cut off using a three-way valve, and switched to a hot water supply heat exchanger installed in parallel and used as a heating source, and for hot water supply to other parts of the hot water heat exchanger that is blocked and contacted. The hot water is heated while supplying and returning the hot water, and the warmed hot water is used for washing and bathing.
한편, 상기와 같은 콘덴싱 가스 보일러는 제어방식에 따라 전류비례제어방식과 공기비례제어방식으로 구분될 수 있는데, 특히 공기비례제어방식은 전류비례제어방식과 달리 외부에서 유입되는 공기의 압력을 측정한 다음, 측정된 공기압력에 비례하여 상기 버너에 연료를 공급하기 때문에 유입되는 공기의 압력에 대응하여보다 정확한 양의 연료를 공급함으로써, 연소효율을 높이고 유해가스의 배출을 최대한 억제하여 환경오염을 예방할 수 있다.Meanwhile, the condensing gas boiler as described above may be classified into a current proportional control method and an air proportional control method according to the control method. In particular, the air proportional control method measures the pressure of air introduced from the outside, unlike the current proportional control method. Next, since the fuel is supplied to the burner in proportion to the measured air pressure, by supplying a more precise amount of fuel in response to the pressure of the inflow air, the combustion efficiency is increased and the emission of harmful gases is suppressed to the maximum to prevent environmental pollution. Can be.
이때, 상기 공기비례제어방식에 따라 외부에서 유입되는 공기의 압력을 측정하기 위해 공기비례제어식 보일러에서는 풍압센서를 이용하게 된다. 즉, 풍압센서를 이용한 공기비례제어식 보일러에서는 콘트롤러의 제어에 따라 송풍기가 동작하 여 외부 공기의 흡입이 이루어지면, 송풍기의 급기 단자와 풍압센서의 급기 호스 부착부 사이의 급기 호스를 통해 공기가 풍압센서에 유입되고, 이 풍압센서에 유입된 공기는 풍압센서의 배기 호스 부착부와 송풍기의 배기 단자사이의 배기 호스를 통해 송풍기로 빠져나간다. 이때 상기 풍압센서에 공기압력의 변화에 따른 차압이 발생하고, 이 차압에 따른 출력값을 콘트롤러에 출력하여 콘트롤러가 공기압력의 변화에 따라 공기비례제어밸브의 가스 토출량을 조절함으로써 보일러의 연소 제어를 수행하게 된다.In this case, in order to measure the pressure of the air introduced from the outside according to the air proportional control method, a wind pressure sensor is used in the air proportional control boiler. That is, in the air proportional control boiler using the wind pressure sensor, when the blower operates under the control of the controller and the intake of external air is made, the air is blown through the air supply hose between the air supply terminal of the blower and the air supply hose attachment part of the wind pressure sensor. The air that flows into the sensor and flows into the wind pressure sensor exits the blower through the exhaust hose between the exhaust hose attachment portion of the wind pressure sensor and the exhaust terminal of the blower. At this time, the differential pressure is generated in accordance with the change in the air pressure in the wind pressure sensor, and outputs the output value according to the differential pressure to the controller to perform the combustion control of the boiler by adjusting the gas discharge amount of the air proportional control valve in accordance with the change in the air pressure Done.
보일러 동작 정상조건에서는 풍압센서 정상 출력값에 따른 공기비례제어밸브제어에 의한 보일러의 연소 제어시 송풍기 회전수가 일정값 이하로 동작하면 연소성 및 안전을 위하여 풍압센서 및 송풍기 오동작에 따라 보일러를 정지시킨다.Under normal conditions of boiler operation, if the fan speed is lower than a certain value during the combustion control of the boiler by air proportional control valve control according to the normal output value of the wind pressure sensor, the boiler is stopped according to the wind pressure sensor and blower malfunction for safety and safety.
한편 풍압센서를 이용하여 보일러의 연소 제어를 수행함에 있어서, 공동배기구 및 기타 동등한 조건하에서 배기구측 외부압의 영향에 의하여 풍압센서(Air Pressure Sensor) 출력값이 정상조건의 송풍기(FAN)을 동작시켜 나오는 값보다 높게 발생하는 경우가 발생한다. On the other hand, in performing the combustion control of the boiler using the wind pressure sensor, under the influence of the external pressure of the exhaust port under the common exhaust vent and other equivalent conditions, the air pressure sensor output value is generated by operating the fan under normal conditions. Occurs higher than the value.
즉, 배기구측에서 발생하는 차압으로 인하여 보일러측에서는 정상적인 풍압센서에 따른 제어 및 송풍기 회전수(RPM)제어를 하는지 알 수가 없고 이에 따라 차압에 의하여 정상적으로 연소하고 있는 상태임에도 불구하고 송풍기 회전수(RPM)가 너무 낮아 보일러측에서는 오동작으로 판단하여 보일러 동작을 정지하는 문제가 있다.That is, due to the differential pressure generated at the exhaust port side, it is not known whether the boiler side controls the normal wind pressure sensor and the fan speed control (RPM). Is too low, the boiler side is determined to be a malfunction there is a problem in stopping the boiler operation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보일러의 착화 및 연소시 풍압센서와 송풍기 회전수의 상관관계를 측정한 결과값에 따라 공동 배기구측의 외부압력에 따른 풍압센서의 이상을 감지하여 보일러를 제어할 수 있는 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and according to the result of measuring the correlation between the wind pressure sensor and the blower rotation speed during the ignition and combustion of the boiler, the abnormality of the wind pressure sensor according to the external pressure on the side of the common exhaust port The purpose of the present invention is to provide a wind pressure sensor anomaly detection method in an air proportional boiler that can detect and control the boiler.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법은 풍압센서의 차압에 따른 출력값에 의하여 공기비례제어밸브의 가스 토출량을 조절함으로서 연소 제어를 수행하는 공기비례식 보일러의 풍압센서이상 감지방법에 있어서, 보일러의 착화 및 연소시 송풍기 회전수를 측정하는 단계, 상기 송풍기 회전수가 기준치 이하로 낮아졌을 경우 즉시 동작에러를 표시하지 않고 송풍기 회전수를 강제 상승시키는 단계, 및 송풍기 회전수를 강제상승에 따라 풍압센서의 출력값이 비례적으로 상승하는지 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Wind pressure sensor abnormality detection method in the air proportional boiler of the present invention for realizing the above object of the air proportional boiler to perform combustion control by adjusting the gas discharge amount of the air proportional control valve according to the output value according to the differential pressure of the wind pressure sensor In the wind pressure sensor abnormality detection method, the step of measuring the blower rotational speed during combustion and combustion of the boiler, if the blower rotational speed is lowered below the reference value forcibly raising the blower rotational speed without displaying an operation error immediately, and the blower And determining whether the output value of the wind pressure sensor increases proportionally according to the forced increase of the rotation speed.
또한 상기 송풍기 회전수 상승에 따른 풍압센서의 출력값이 비례적으로 상승하는 상관관계가 기준시간내에 확인되지 않은 경우 풍압센서 및 송풍기의 동작에러를 표시부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include displaying an operation error of the wind pressure sensor and the blower on the display unit when a correlation in which the output value of the wind pressure sensor increases proportionally according to the increase in the rotation speed of the blower is not confirmed within the reference time.
또한 상기 송풍기 회전수를 강제 상승시키는 범위는 보일러의 착화 및 연소성에 영향을 주지 않는 송풍기 회전수 상승범위인 것을 특징으로 한다. In addition, the range of forcibly increasing the blower speed is characterized in that the blower speed increase range does not affect the ignition and combustibility of the boiler.
본 발명에 따른 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법에 의하면, 공동배기구 및 기타 동등 조건에서 보일러의 착화 및 연소시 풍압센서 출력값과 송풍기 회전수의 상관관계를 측정한 결과값에 따라 풍압센서의 이상을 감지하여, 불필요한 착화 및 연소 재동작, 에러발생 등을 사전에 방지함으로써 소비자 불편과 가스 및 전기사용 효율을 개선할 수 있는 장점이 있다. According to the wind pressure sensor abnormality detection method in the air proportional boiler according to the present invention, the abnormality of the wind pressure sensor according to the result of measuring the correlation between the wind pressure sensor output value and the blower rotation speed during ignition and combustion of the boiler in the common exhaust and other equivalent conditions By detecting the, by preventing in advance unnecessary ignition and combustion re-commission, error, etc., there is an advantage that can improve the consumer inconvenience and gas and electricity use efficiency.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals will be used for the same components as the prior art.
도 1은 일반적인 풍압센서를 이용한 공기비례식 보일러의 블록도이다. 1 is a block diagram of an air proportional boiler using a general wind pressure sensor.
도 1에서 보는 바와 같이, 풍압센서를 이용한 공기비례식 보일러는 흡기덕트를 통해 공기를 흡입하기 위한 송풍기(10)와, 이 송풍기(10)에 의해 흡입되는 공기의 압력을 측정하여 공기압력의 변화에 따른 차압을 출력값으로 출력하는 풍압센서(20)와, 이 풍압센서(20)에서 출력되는 차압에 따른 출력값에 따라 가스량을 조 절하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(40)와, 상기 제어부(40)에서 출력되는 가스량 조절 제어신호에 따라 가스의 토출량을 조절하는 공기비례제어밸브(도시하지 않음) 및 에러 발생시 이를 경보 표시하는 표시부(40)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an air proportional boiler using a wind pressure sensor includes a
상기 송풍기(10)에는 급기 단자 및 배기 단자가 구비되어 있고, 상기 풍압센서(20)에는 급기 호스 부착부와 배기 호스 부착부가 구비되어 있으며, 상기 송풍기(10)의 급기 단자와 풍압센서(20)의 급기 호스 부착부 사이는 급기 호스를 통해 연결되어 있고, 상기 풍압센서(20)의 배기 호스 부착부와 송풍기(10)의 배기 단자 사이는 배기 호스를 통해 연결되어 있다.The
상기와 같은 구성을 갖는 보일러에 있어서, 송풍기(10)에 의해 외부 공기의 흡입이 이루어지는 경우, 송풍기(10)의 급기 단자와 풍압센서(20)의 급기 호스 부착부 사이의 급기 호스(31)를 통해 공기가 풍압센서(20)에 유입되고, 이 풍압센서(20)에 유입된 공기는 풍압센서(20)의 배기 호스 부착부와 송풍기(10)의 배기 단자 사이의 배기 호스(32)를 통해 송풍기(10)로 빠져나간다. In the boiler having the above configuration, when the outside air is sucked by the
이때 상기 풍압센서(20)에 공기압력의 변화에 따른 차압이 발생하고, 이 차압에 따른 출력값을 제어부(40)에 출력하여 제어부(40)가 공기압력의 변화에 따라 공기비례제어밸브의 가스 토출량을 조절함으로써 보일러의 연소 제어를 수행하게 된다.At this time, a differential pressure is generated in the
도 2는 송풍기 회전수에 따른 풍압센서 출력값을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the wind pressure sensor output value according to the number of revolutions of the blower.
도 2에서 보는 바와 같이, 정상적인 조건에서의 풍압센서 출력값과 송풍기 회전수의 관계는 송풍기 회전수가 증가함에 따라 풍압센서 출력값도 비례적으로 증가함을 나타낸다. 또한 보일러 착화 및 연소시 송풍기 회전수가 R1값이하로 감소(a) 할 경우 풍압센서 또는 송풍기의 이상이 발생하였다고 제어부는 판단하여 보일러의 동작을 정지시킨다.As shown in FIG. 2, the relationship between the wind pressure sensor output value and the blower speed in normal conditions indicates that the wind pressure sensor output value increases proportionally as the blower speed increases. In addition, when the number of revolutions of the blower decreases below R1 (a) during ignition and combustion of the boiler, the controller determines that an abnormality of the wind pressure sensor or the blower has occurred and stops the operation of the boiler.
도 3은 본 발명에 따른 송풍기 회전수에 따른 풍압센서 출력 상관관계를 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the correlation of the wind pressure sensor output according to the number of revolutions of the blower according to the present invention.
공동배기 및 기타 동등조건에서의 공기압력의 변화에 따른 차압이 발생하는 경우 송풍기 회전수가 현격히 낮아진다고 하더라도 제어부에서는 즉시 풍압센서 또는 송풍기의 동작에러를 표시하지 않고 송풍기 회전수를 강제적으로 일정범위값만큼 상승시켜 풍압센서의 출력값과의 변화를 측정한다. 상기 일정범위(R2)는 착화 및 연소중 연소성에 영향을 주지 않는 송풍기 회전수임이 바람직하다. In case of differential pressure due to the change of air pressure in the common exhaust and other equivalent conditions, even if the blower revolution speed is significantly lowered, the control unit will forcibly set the blower revolution number by a certain range value without displaying an operation error of the wind pressure sensor or the blower. Raise it and measure the change with the output value of the wind pressure sensor. The predetermined range (R2) is preferably a blower rotation speed does not affect the combustibility during ignition and combustion.
즉 송풍기 회전수와 풍압센서 출력값은 비례관계가 성립하므로 제어부는 송풍기 회전수를 R1에서 R2로 강제적으로 증가시킴(b)에 따라 풍압센서의 출력값이 P1에서 P2로 비례적으로 증가하는(c) 것으로 판단되는 경우 풍압센서 또는 송풍기는 정상적으로 동작하고 있다고 판단한다. That is, since the blower speed and the wind pressure sensor output value have a proportional relationship, the controller forcibly increases the blower speed from R1 to R2 (b), so that the output value of the wind pressure sensor increases proportionally from P1 to P2 (c). If it is determined that the wind pressure sensor or the blower is determined to be operating normally.
여기서 R1은 안전 및 연소성 관련 송풍기 회전수 하한치, R2는 착화 및 연소중 연소성에 영향을 주지 않는 송풍기 회전수 상한치, P1은 R1에 따른 풍압센서 출력값, P2는 R2에 따른 풍압센서 출력값을 나타낸다. Where R1 is the lower limit of the fan speed for safety and combustibility, R2 is the upper limit of the fan speed, which does not affect the combustibility during ignition and combustion, P1 is the wind pressure sensor output value according to R1, and P2 is the wind pressure sensor output value according to R2.
도 4는 본 발명에 따른 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법을 나타내는 순서도이다. Figure 4 is a flow chart illustrating a wind pressure sensor abnormality detection method in an air proportional boiler according to the present invention.
풍압센서를 이용하는 보일러 연소과정은 제어부에서 송풍기를 동작시키면, 풍압센서는 착화할 풍압을 감지하여 제어부로 출력한다. 이후 제어부는 점화한 후 공기비례제어밸브를 온 시키고, 상기 풍압센서에 따른 가스 토출량을 조절함으로서 보일러의 연소를 수행한다. In the boiler combustion process using the wind pressure sensor, when the blower is operated by the control unit, the wind pressure sensor detects the wind pressure to be ignited and outputs it to the control unit. Thereafter, the control unit turns on the air proportional control valve after ignition, and performs combustion of the boiler by adjusting the gas discharge amount according to the wind pressure sensor.
보일러의 착화 및 연소 중 지속적으로 송풍기 회전수를 확인(S10)하여 송풍기 회전수가 기준치(연소 및 안전에 영향을 주는 범위 이하의 값:R1) 이하로 낮아졌을 경우 즉시 동작에러를 표시하지 않고 송풍기 회전수를 강제 상승시킨다(S20). 송풍기 회전수를 강제상승에 따라 풍압센서의 출력값이 비례적으로 상승하는지 판단한다(S30). Check the fan speed continuously during ignition and combustion of the boiler (S10) and if the fan speed drops below the standard value (value below the range affecting combustion and safety: R1), the fan will rotate immediately without displaying an operation error. Forcibly increases the number (S20). It is determined whether the output value of the wind pressure sensor increases proportionally according to the forced increase of the blower rotation speed (S30).
상기 송풍기 회전수 상승에 따른 풍압센서의 출력값이 비례적으로 상승하는 상관관계가 기준시간내에 확인되지 않은 경우 풍압센서 및 송풍기의 동작에러를 표 시부에 표시(S50)한다. If a correlation in which the output value of the wind pressure sensor increases proportionally with the increase in the number of revolutions of the blower is not confirmed within the reference time, an operation error of the wind pressure sensor and the blower is displayed on the display unit (S50).
상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. The above-described embodiments of the present invention can be written in a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer which operates the program using a computer-readable recording medium.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. will be.
도 1은 일반적인 풍압센서를 이용한 공기비례식 보일러의 블록도이다. 1 is a block diagram of an air proportional boiler using a general wind pressure sensor.
도 2는 송풍기 회전수에 따른 풍압센서 출력값을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the wind pressure sensor output value according to the number of revolutions of the blower.
도 3은 본 발명에 따른 송풍기 회전수에 따른 풍압센서 출력 상관관계를 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the correlation of the wind pressure sensor output according to the number of revolutions of the blower according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 공기비례식 보일러에서 풍압센서이상 감지방법을 나타내는 순서도이다. Figure 4 is a flow chart illustrating a wind pressure sensor abnormality detection method in an air proportional boiler according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10:송풍기 20:풍압센서10: blower 20: wind pressure sensor
30:표시부 40:제어부30: display unit 40: control unit
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