KR20140085676A - 보일러의 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법 - Google Patents

보일러의 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명 보일러 내부의 난방수 온도센서를 이용하여 난방배관의 동파를 방지함과 아울러 삼방밸브의 제어를 통한 온수배관의 동파까지도 방지할 수 있는 가스보일러의 동파방지방법에 관한 것이다.
보일러의 난방 및 온수배관의 동파방지방법은 (a)난방수 온도가 기 설정된 동파방지 설정온도 이하로 내려간 경우, 삼방밸브(120)를 온수모드로 전환하고 보일러의 연소행정을 수행하는 한편, 순환펌프(140)를 구동하여 난방수가 순환펌프(140), 난방열교환기(110), 삼방밸브(120) 및 급탕열교환기(130)를 포함하는 폐회로를 순환하는 단계; (b)난방수 온도가 기 설정된 일정온도 이상으로 올라간 경우, 삼방밸브(120)를 난방모드로 전환하고 보일러의 소화행정을 수행하는 한편, 순환펌프(140)의 구동에 의해 난방수가 난방배관(200)으로 순환하는 단계; 를 통해 이루어진다.
이에 따라 난방 배관의 동파방지 기능외에 온수배관의 동파를 사전에 방지할 수 있으며 겨울철 온수 배관의 동파로 인한 온수 사용의 불편이 해소된다. 또한 난방 및 온수배관의 동파방지를 위하여 보일러 연소 가동을 지속적으로 하는 것이 아니므로 가스 사용량에 있어서 기존 동파방지 기능과 비교할 때 크게 차이가 없게 된다.

Description

보일러의 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법 {Method for preventing freezing of heating pipe and hot-water pipe of boiler}
본 발명은 보일러의 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법에 관한 것으로, 구체적으로는 보일러 내부의 난방공급수 온도센서를 이용하여 난방배관의 동파를 방지함과 아울러 삼방밸브의 제어를 통한 온수배관의 동파까지도 방지할 수 있는 보일러의 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법에 관한 것이다.
일반적인 가스보일러는 도 1을 참조하면, 난방시 순환펌프(140)에 의해 내부관수를 강제순환시켜 난방열교환기(110)에서 버너(160)의 연소열을 흡수하여 온도를 상승시키고 삼방밸브(120)의 작동에 따라 난방배관(200)으로 공급하여 실내난방에 이용할 수 있도록 하는 한편, 온수 사용시에는 보일러 내부의 내부관수를 순환시켜 난방열교환기(110)에서 흡수된 열을 급탕열교환기(130)로 공급하여 직수입구로 유입된 직수가 급탕열교환기(130)가 가지고 있던 열을 흡수하도록 하여 온수출구로 따뜻한 온수를 공급하도록 하는 작용을 한다.
이와 같은 보일러에서 콘트롤러(100)는 외출시 난방수 온도센서(150)를 통해 내부관수의 온도를 감지한 결과 내부관수가 동파방지 설정온도, 즉 관수의 온도가 특정온도 이하로 내려갈 때 보일러의 동파방지를 위해 보일러가 자동으로 가동되도록 설정한 온도, 이하로 내려가는 것으로 감지되면 보일러를 가동하여 내부관수의 온도를 상승시키고 난방배관(200)을 순환하도록 하며 이어 설정된 일정 온도 이상이 되면 보일러를 정지시키는 동파방지기능을 구비하고 있다.
이러한 종래 동파방지기능은 기존 건물들의 낮은 단열효과를 감안하여 난방배관의 동파방지만을 추구하고 있으나 최근의 건물들은 외부와의 단열효과가 향상되어 난방동파의 위험성은 줄어들고 있는 실정이다. 이에 반해, 온수배관의 동파는 겨울철 추운 날씨에 보온재를 적용하여도 빈번하게 발생되고 있어 온수사용에 불편이 늘고 있으므로 온수배관의 동파를 방지해야 할 필요성이 대두되고 있다.
공개특허 제10-2004-0037899호
본 발명은 상기한 사항을 감안하여 창안된 것으로, 보일러 내부의 난방공급수 온도센서를 이용하여 난방배관의 동파를 방지함과 아울러 삼방밸브의 제어를 통한 온수배관의 동파까지도 방지할 수 있는 보일러의 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은,
보일러의 전반적인 작동을 제어하도록 원칩마이콤으로 이루어진 콘트롤러, 보일러 내의 난방수 온도를 감지하여 상기 콘트롤러에 입력시키는 난방수 온도센서, 버너에서 공급되는 열에너지와 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 난방열교환기, 온수모드 작동시 난방수와 직수의 열교환이 이루어지는 급탕열교환기, 상기 난방수를 순환시켜 열교환을 촉진시키는 순환펌프 및 콘트롤러의 제어에 따라 보일러를 난방모드 또는 온수모드로 전환시키는 삼방밸브를 구비하되, 상기 콘트롤러는 상기 난방수 온도센서에서 감지된 난방수 온도가 기 설정된 동파방지온도 이하로 내려가면 삼방밸브를 온수모드로 전환하여 온수배관의 동파를 방지하고, 난방수 온도가 기 설정된 연소정지 설정온도에 이르면 삼방밸브를 난방모드로 전환하여 난방배관의 동파를 방지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
보일러의 난방 및 온수배관의 동파방지방법은, (a)난방수 온도가 기 설정된 동파방지 설정온도 이하로 내려간 경우, 콘트롤러의 제어에 따라 삼방밸브를 온수모드로 전환하고 보일러의 연소행정을 수행하는 한편, 순환펌프를 구동하여 난방수가 순환펌프, 난방열교환기, 삼방밸브 및 급탕열교환기를 포함하는 폐회로를 순환하는 단계; (b)난방수 온도가 기 설정된 연소정지 설정온도 이상으로 올라간 경우, 콘트롤러의 제어에 따라 삼방밸브를 난방모드로 전환하고 보일러의 소화행정을 수행하는 한편, 순환펌프의 구동에 의해 난방수가 난방배관으로 순환하는 단계; 를 통해 이루어진다.
여기에 바람직하게는 소화행정이 이루어진 후 기 설정된 일정시간이 경과하면, 순환펌프의 가동을 중단하고 보일러 운전을 정지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 삼방밸브를 난방모드로 전환하기 위한 기 설정된 연소정지 설정온도는 상기 순환펌프, 난방열교환기, 삼방밸브 및 급탕열교환기를 포함하는 폐회로에서 상승시킬 수 있는 최대온도로 함이 바람직하다.
본 발명에 따른 보일러 난방 및 온수배관의 동파방지방법에 의하면, 난방 배관의 동파방지 기능외에 온수배관의 동파를 사전에 방지할 수 있으며 겨울철 온수 배관의 동파로 인한 온수 사용의 불편이 해소된다.
또한 난방 및 온수배관의 동파방지를 위하여 보일러 연소 가동을 지속적으로 하는 것이 아니므로 가스 사용량에 있어서 기존 동파방지 기능과 비교할 때 크게 차이가 없게 된다.
도 1은 일반적인 가스보일러의 동작을 위한 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 보일러 난방 및 온수배관의 동파방지를 위한 흐름도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명인 보일러 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법을 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 가스보일러의 동작을 위한 개략적인 구성도이다.
먼저 도 1을 참조하여, 본 발명인 보일러 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법이 이용될 수 있는 보일러의 구성을 설명한다.
콘트롤러(100)는 보일러의 전반적인 작동을 제어하도록 원칩마이콤을 포함하여 이루어진 것으로서, 점화장치를 제어하여 보일러의 가동을 가능하게 하고 화염감지센서를 통해 착화상태를 감지함으로써 불착화시 가스공급중단 등 안전제어를 할 뿐만 아니라 보일러의 최적제어를 위해 센서입력부를 통해 각종 센서로부터 보일러의 상태정보를 입력받아 보일러의 작동상태 및 외부환경을 고려한 최적의 제어를 하도록 하는 작용을 한다. 특히, 본 발명에 따라 난방수 온도센서(150)에서 감지된 난방수 온도를 입렵받아 기 설정된 온도와 비교하여 삼방밸브(120)를 제어함으로써, 난방배관 및 온수배관의 동파를 방지할 수 있게 한다.
난방열교환기(110)에서는 착화상태의 버너로부터 열에너지를 공급받아 난방수와 열교환이 이루어지며, 급탕열교환기(140)에서는 보일러의 온수모드 작동시 난방수와 직수간에 열교환이 이루어 진다.
삼방밸브(120)는 콘트롤러(100)의 제어를 받아 난방모드 또는 온수모드로 보일러의 작동을 가능하게 한다. 보일러가 난방모드로 작동하게 되면, 난방열교관기(110)에서 가열된 난방수가 순환펌프(140)에 가동으로 삼방밸브(120)를 통해 난방배관(200)으로 공급되고 다시 환수되어 팽창태크(180)를 거쳐 순환하게 된다. 한편, 보일러가 온수모드로 작동하게 되면, 난방수는 난방열교환기(110), 삼방밸브(120), 급탕열교환기(130) 및 순환펌프(140)를 포함하는 폐회로를 순환하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 보일러 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법에 대한 흐름도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명인 난방배관 및 온수배관의 동파방지방법을 설명한다.
사용자에 의해 보일러가 외출모드로 설정된 경우에 콘트롤러(100)는 먼저 보일러를 정지상태로 동작시킨다. 즉, 버너(160)로 공급되는 연료를 차단하여 연소를 중지시킴과 아울러 순화펌프(140)의 작동을 정지시켜 보일러내 수관뿐만 아니라 난방배관(200)내의 관수의 순환을 정지 상태로 유지하고 있게 된다.
이와 같은 상태에서 콘트롤러(100)는 주기적으로 난방수 온도센서(150)의 감지온도를 체크하여 기 설정된 동파방지 설정온도와 비교하게 된다. 여기서 기 설정된 동파방지 설정온도는 일반적으로 배관내의 관수가 얼을 수 있는 온도조건으로 설정함이 바람직하다.
상기 온도 비교결과 난방수 온도가 동파방지 설정온도보다 높으면 계속하여 난방수 온도를 체크하고, 동파방지 설정온도보다 낮으면 콘트롤러(100)는 삼방밸브(120)를 온수모드로 전환시키고 버너(160)에 연료를 공급하여 연소시켜 열을 발생시킴과 아울러 순환펌프(140)를 작동시켜 난방수로 하여금 난병열교환기(110)에서 열을 흡수하도록 하여 난방수 온도를 상승시키고, 가열된 난방수를 순환펌프(140), 난방열교환기(110), 삼방밸브(120) 및 급탕열교환기(130)를 포함하는 폐회로를 순환하게 한다.
이때, 급탕열교환기(130)에서는 가열된 난방수로부터 온수배관(210)으로 열전달이 이루어져 온수배관(210)의 동파를 방지할 수 있게 된다.
이후 보일러 연소행정으로 난방수가 기 설정된 연소정지 설정온도에 도달하면 콘트롤러(100)는 연료를 차단하여 소화행정을 수행하고 삼방밸브(120)를 다시 난방모드로 전환시키게 된다.
여기서 상기 삼방밸브를 난방모드로 전환하기 위한 기 설정된 연소정지 설정온도는 상기 순환펌프(140), 난방열교환기(110), 삼방밸브(120) 및 급탕열교환기(130)를 포함하는 폐회로에서 상승시킬 수 있는 최대온도로 설정함이 바람직하다.
상기 소화행정과 삼방밸브(120)를 난방모드로 전환된 이후에는 보일러는 연소행정을 수행하지 않고, 순환펌프(140) 만이 가동되어 가열된 난방수가 난방배관(200)을 통해 순환되므로 난방배관(200)의 동파를 방지할 수 있게 된다.
따라서, 이와 같은 방법을 실시하면 기존 난방배관 동파방지 기능과 비교할 때 비슷한 연료를 사용하여 난방배관 뿐만 아니라 온수배관까지도 동파를 방지할 수 있게 된다.
또한, 바람직하게는 소화행정 후 일정시간, 즉 난방배관의 동파방지를 위한 난방수의 순환이 충분히 이루어질 수 있는 시간이 경과하게 되면 순환펌프(140)의 가동을 정지하여 보일러를 정지상태로 되돌려 놓는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 보일러의 난방 및 온수배관의 동파방지방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 콘트롤러 110 : 난방열교환기
120 : 삼방밸브 130 : 급탕열교환기
140 : 순환펌프 150 : 난방수 온도센서
160 : 버너 170 : 송풍기
180 : 팽창탱크 190 : 온수 온도센서
200 : 난방배관 210 : 온수배관

Claims (4)

  1. (a)난방수 온도가 기 설정된 동파방지 설정온도 이하로 내려간 경우, 콘트롤러의 제어에 따라 삼방밸브를 온수모드로 전환하고 보일러의 연소행정을 수행하는 한편, 순환펌프를 구동하여 난방수가 순환펌프, 난방열교환기, 삼방밸브 및 급탕열교환기를 포함하는 폐회로를 순환하는 단계; 및
    (b)난방수 온도가 기 설정된 일정온도 이상으로 올라간 경우, 콘트롤러의 제어에 따라 삼방밸브를 난방모드로 전환하고 보일러의 소화행정을 수행하는 한편, 순환펌프의 구동에 의해 난방수가 난방배관으로 순환하는 단계; 를 포함하는 보일러 난방 및 온수배관의 동파방지방법
  2. 제 1항에 있어서,
    소화행정이 이루어진 후 기 설정된 일정시간이 경과하면, 순환펌프의 가동을 중단하고 보일러 운전을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난방 및 온수배관의 동파방지방법
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 난방수 온도는 보일러 내에 설치된 난방수 온도센서에서 감지되는 것을 특징으로 하는 보일러 난방 및 온수배관의 동파방지방법
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 삼방밸브를 난방모드로 전환하기 위한 기 설정된 일정온도는, 상기 순환펌프, 난방열교환기, 삼방밸브 및 급탕열교환기를 포함하는 폐회로에서 상승시킬 수 있는 최대온도인 것을 특징으로 하는 난방 및 온수배관의 동파방지방법
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