KR20140117929A - 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법 - Google Patents

상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히, 상용전원전압 차단시 MCU를 포함한 동파방지 운전에 필요한 최소전력 사용부품에 전원전압을 공급해 주는 보조전원장치와; 상용전원전압이 차단되면 보조전원장치에서 출력되는 전원전압을 MCU에 자동 공급해 주는 전원전압 자동 절체 스위치와; 보조전원장치에서 전원전압이 공급되면 정해진 시간 간격을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터를 통해 온도를 검출하여 동결온도 이하로 저하되는지를 판단하고, 동결온도가 검출되면 전자식 밸브 구동부에 밸브 구동신호를 출력하는 MCU와; 상기 MCU의 출력신호에 부응하여 보조전원장치에서 전자식 밸브로 공급되는의 전원전압을 제어하는 전자식 밸브 구동부와; 상기 MCU의 제어를 받는 전자식 밸브 구동부를 통해 보조전원장치의 출력전압이 공급되는 동안 열려 상기 순환펌프의 드레인 공을 통해 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있던 물이 자동 배출되게 는 전자식 밸브;를 포함한다.
따라서, 겨울철 보일러에 상용전원공급이 장기간 공급되지 않음으로 발생될 수 있는 난방 관련 부품들이 동결에 의해 동파를 미연에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 동파방지에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동파로 인한 불필요한 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있다.

Description

상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법{Freeze protection apparatus for boiler when cutting the common power supply and the method thereof}
본 발명은 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 겨울철 보일러에 공급되는 상용전원공급이 장기간 차단되었을 때, 보조전원장치를 MCU(Micro Controller Unit)에 자동 연결시켜 정해진 시간마다 써미스터를 통해 동결온도를 검지하여 만약 보일러의 열교환기 등의 온도가 동결온도에 도달한 것으로 판단되면, 상기 MCU에서 보일러의 배관 하단부에 설치되어 있는 순환펌프 드레인 공에 설치한 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 등에 충진되어 있는 난방에 관련된 물을 자동으로 배출시켜 난방 관련 부품들이 동결에 의해 파손(즉, 동파)되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로, 보일러는 난방과 온수의 공급을 위하여 설치되는 장치로, 각종 연료를 연소시키면서 발생하는 열을 이용하여 물을 데우고, 데워진 물을 직접 이용하거나, 가정 또는 각종 건물들의 난방에 이용되도록 하는 것으로서, 그 크기에 따라 가정용으로 이용되는 소형 보일러에서부터 산업용으로 이용되는 대형 보일러까지 널리 개발되고 사용되고 있을 뿐만 아니라, 사용되는 연료에 따라서 기름보일러 및 가스보일러 등으로 구분되며 다양한 종류의 보일러가 개발되고 사용되어지고 있다.
한편, 종래 대부분의 보일러에서는 상용전원이 공급되었을 때 써미스터를 이용하여 동결온도를 검지하고, 특정온도(즉, 동결온도) 이하인 경우 히터 및 순환펌프를 구동하여 보일러 내부의 물을 가열 및 순환함으로써 동파를 방지하는 방식을 채택하고 있다.
즉, 종래 대부분의 난방 및 온수겸용 보일러에 구비된 동파 방지장치는 기기 내에 상용전원전압이 공급되어야만 난방용 써미스터 또는 동파방지용 바이메탈 스위치가 주변온도 등을 검지하여 스위칭동작을 수행하도록 구성되어 있어, 상용전원전압이 공급될 시에 한하여 난방배관과 직수배관 및 온수배관 내의 물이 동결되는 것을 방지할 수 있었다.
그러나, 이와 같은 구성은 장기간 동안 정전 등으로 인해 상용전원이 공급되지 않을 경우, 난방용 써미스터 및 동파방지용 바이메탈 스위치에서 동결온도를 검출할 수 없을 뿐만 아니라, 순환펌프 및 동파방지용 히터들의 구동이 이루어지지 않으므로 각 배관 내에 정체되어 있는 물의 동결을 전혀 방지할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 동결 또는 동파 방지방법에 적용되어 있는 종래 대부분의 보일러에서는 상용전원전압이 공급되지 않는 상태에서, MCU의 제어가 되지 않아 순환펌프 및 물의 순환장치 등을 구동할 수 없는 문제가 있다.
비록, 보일러의 배부에 보조전원장치가 장착된 경우라도, 상용전원공급이 차단된 상태에서 보조전원장치에서 공급되는 전원전압으로 히터 및 순환펌프 등을 장시간 구동하기에는 한계가 있어 물을 순환시킬 수 없다는 문제가 있다.
뿐만 아니라, 종래 보일러에서는 상용전원이 공급되었을 때 써미스터를 이용하여 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 등의 내부 완전 동결에 대한 판단 후 완전 동결 시 안전정지를 할 수는 있으나, 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 등의 내부 물을 완전히 배수하는 방식을 채택하고 있지 않아 내부 물의 동결로 인해 각 구성품이 동파되어 누수 또는 해당 부품을 교체해야 하는 등의 문제점을 가지고 있다.
1. 대한민국 등록특허공보 10-0341468호(2002년 06월 07일) 2. 대한민국 공개특허공보 10-2005-0112702호(2005년 12월 01일) 3. 대한민국 공개특허공보 특1998-0010218호(1998년 04월 30일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보일러에 공급되는 상용전원공급이 차단되면 즉시 보조전원장치를 MCU에 자동 연결시켜 정해진 시간마다 동결온도 검출용 써미스터를 통해 동결온도를 검지하여 만약 보일러의 열교환기 등의 온도가 동결온도에 도달한 것으로 판단되면, 상기 MCU에서 보일러 배관 하단부의 순환펌프 드레인 공에 설치한 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 등에 충진되어 있는 난방 관련 물을 자동으로 배출시켜 줄 수 있도록 함으로써 겨울철 보일러에 상용전원공급이 장기간 공급되지 않음으로 발생될 수 있는 난방 관련 부품들이 동결에 의해 동파를 미연에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 동파방지에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동파로 인한 불필요한 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 장치는, 상용전원전압 차단시 MCU를 포함한 동파방지 운전에 필요한 최소전력 사용부품에 전원전압을 공급해 주는 보조전원장치와; 상용전원전압이 차단되면 보조전원장치에서 출력되는 전원전압을 MCU의 전원공급단자에 자동 공급해 주는 전원전압 자동 절체 스위치와; 보조전원장치에서 전원전압이 공급되면 정해진 시간 간격을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터를 통해 온도를 검출하여 동결온도 이하로 저하되는지를 판단하고, 동결온도가 검출되면 전자식 밸브 구동부에 밸브 구동신호를 출력하는 MCU와; 상기 MCU의 출력신호에 부응하여 보조전원장치에서 전자식 밸브로 공급되는의 전원전압을 제어하는 전자식 밸브 구동부와; 보일러 배관 하단에 설치된 순환펌프의 드레인 공에 설치되어 상기 MCU의 제어를 받는 전자식 밸브 구동부를 통해 보조전원장치의 출력전압이 공급되는 동안 열려 상기 순환펌프의 드레인 공을 통해 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있던 물이 자동 배출되도록 하는 전자식 밸브;로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 MCU의 입력측에는 전자식 밸브가 열려 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내 물이 자동 배출될 때, 순환펌프의 드레인 공 주변의 수위를 검출하여 저수위인 것으로 판단될 시 상기 MCU로 하여금 전자식 밸브를 닫아 주도록 하는 저수위검지센서를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MCU의 출력단자에는 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브를 더 연결하여, 상기 MCU에서 전자식 밸브 구동부를 통해 전자식 밸브를 열어 물을 자동 배출하는 순간부터 보충수 공급밸브를 자동으로 닫아 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 보충되는 것을 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 방법은, 상용전원전압의 차단으로 인해 보조전원장치의 출력전압이 전원전압 자동 절체 스위치를 통해 보일러 내 MCU로 공급되면, 상기 MCU는 노멀(Normal) 모드에서 정해진 시간 간격을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터를 통해 온도를 검출하는 단계와; 동결온도 검출용 써미스터를 통해 검출된 온도가 정해진 동결온도 이하인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 열교환기 내 온도가 동결온도 이하이면 순환펌프의 드레인 공에 설치된 전자식 밸브를 전자식 밸브 구동부를 통해 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물이 자동으로 배출되도록 하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기에서 동결온도 검출용 써미스터를 통해 검출된 온도와 정해진 동결온도를 상호 비교한 결과, 열교환기의 현재온도가 동결온도보다 높으면 상기 MCU는 보조전원장치의 전력소모를 최소화하기 위해 정해진 시간 동안 저전력 모드를 유지하다가 정해진 시간이 경과 되면 다시 노멀 모드로 전환하고 그 이후의 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기에서 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하던 중, 상기 MCU는 순환펌프의 드레인 공 주변에 설치된 저수위검지센서를 통해 순환펌프 내 수위를 검출하여, 저수위로 판단될 경우 열려있는 전자식 밸브를 강제로 닫아 주는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기에서 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하는 순간, 상기 MCU는 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브를 강제로 닫아 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 자동으로 보충되는 것을 차단하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 MCU에서 동결온도 검출용 써미스터를 통해 열교환기의 동결온도를 검출하는 정해진 시간 간격 및 상기 MCU가 저전력 모드를 유지하는 정해진 시간은 3∼7시간인 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법에 의하면, 보일러에 공급되는 상용전원공급이 차단되면 즉시 보조전원장치를 MCU에 자동 연결시켜 정해진 시간마다 동결온도 검출용 써미스터를 통해 동결온도를 검지하여 만약 보일러의 열교환기 등의 온도가 동결온도에 도달한 것으로 판단되면, 상기 MCU에서 보일러 배관 하단부의 순환펌프 드레인 공에 설치한 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 등에 충진되어 있는 난방 관련 물을 자동으로 배출시켜 줄 수 있도록 함으로써 겨울철 보일러에 상용전원공급이 장기간 공급되지 않음으로 발생될 수 있는 난방 관련 부품들이 동결에 의해 동파를 미연에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 동파방지에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동파로 인한 불필요한 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 정해진 시간 간격을 두고 동결온도 검출용 써미스터를 통해 노멀 모드에서 열교환기의 온도가 동결온도인지 검출하고, 동결온도가 검출되지 않으면 정해진 시간 동안은 저전력 모드를 유지시켜 줌에 따라 보조전원장치의 전력소모를 최소화할 수 있어 장기간 동파 방지운전을 지속할 수 있다.
또, 본 발명에서는 보일러의 배관 최하단부에 설치되어 있는 순환펌프 내 수위가 저수위를 나타낼 까지 물을 외부로 자동배출시켜 줌으로써 배관 등에 잔류한 물이 동결되어 동파로 이어지는 것까지 완벽히 방지할 수 있어 동파방지에 따른 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있고, 또한 상기와 같이 순환펌프 내의 수위가 저수위로 검출되면 즉시 전자식 밸브를 강제로 닫아 줌으로써 불필요하게 보조전원장치의 전력이 소모되는 것도 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하는 순간 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브를 강제로 닫아 줌으로써 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 자동으로 보충됨으로 인한 폐단을 미연에 방지할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도.
도 2는 본 발명 장치 중 전자식 밸브와 저수위검지센서의 설치 상태를 보인 순환펌프의 요부 확대 단면도.
도 3은 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예 및 그에 따른 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치 중 전자식 밸브와 저수위검지센서의 설치 상태를 보인 순환펌프의 요부 확대 단면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 장치는,
상용전원공급부(1)를 통한 상용전원전압 공급 차단시 MCU(5)를 포함한 동파방지 운전에 필요한 최소전력 사용부품에 전원전압을 공급해 주기 위해 배터리나 건전지 등으로 구성된 보조전원장치(2)와;
상용전원전압이 차단되면 보조전원장치(2)에서 출력되는 전원전압을 MCU(5)의 전원공급단자에 자동 공급해 주는 전원전압 자동 절체 스위치(3)와;
상기 보조전원장치(2)에서 전원전압이 공급되면 정해진 시간 간격(t)을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 온도를 검출하여 동결온도 이하로 저하되는지를 판단하고, 열교환기의 온도가 동결온도 이하인 것으로 판단되면 전자식 밸브 구동부(7)에 밸브 구동신호를 출력하는 MCU(5)와;
상기 MCU(5)의 출력신호에 부응하여 보조전원장치(2)에서 전자식 밸브(6)로 공급되는의 전원전압을 제어하는 전자식 밸브 구동부(7)와;
보일러 배관 하단에 설치된 순환펌프(8)의 드레인 공(81)에 설치되어 상기 MCU(5)의 제어를 받는 전자식 밸브 구동부(7)를 통해 보조전원장치(2)의 출력전압이 공급되는 동안 열려 상기 순환펌프(8)의 드레인 공(81)을 통해 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있던 물이 자동 배출되도록 하는 전자식 밸브(6);로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 MCU(5)의 입력측에는 전자식 밸브(6)가 열려 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내 물이 자동 배출될 때, 순환펌프(8)의 드레인 공(81) 주변의 수위를 검출하여 저수위인 것으로 판단될 시 상기 MCU(5)로 하여금 전자식 밸브(6)를 닫아 주도록 하는 저수위검지센서(9)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MCU(5)의 출력단자에는 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브(10)를 더 연결하여, 상기 MCU(5)에서 전자식 밸브 구동부(7)를 통해 전자식 밸브(6)를 열어 물을 자동 배출하는 순간부터 보충수 공급밸브(10)를 자동으로 닫아 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 보충되는 것을 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
여기서 보일러의 구성요소는 상기한 각부 및 구성부품 이외에도 다양한 구성부품을 구비하고 있는데, 본 발명에서는 이들 구성부품 중 본 발명 장치 및 방법에서 직접적으로 사용되는 최소한의 구성요소만 선택하여 기재하였다.
한편, 본 발명 방법은,
상용전원전압의 차단으로 인해 보조전원장치(2)의 출력전압이 전원전압 자동 절체 스위치(3)를 통해 보일러 내 MCU(5)로 공급되면, 상기 MCU(5)는 노멀(Normal) 모드(S1)에서 정해진 시간 간격(t)을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 온도를 검출하는 단계(S2)와;
상기 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 검출된 온도가 정해진 동결온도(n℃) 이하인지를 판단하는 단계(S3)와;
상기에서 판단한 결과 열교환기 내 온도가 동결온도(n℃) 이하이면 순환펌프(8)의 드레인 공(81)에 설치된 전자식 밸브(6)를 전자식 밸브 구동부(7)를 통해 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물이 자동으로 배출되도록 하는 단계(S4);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 단계(S3)에서 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 검출된 온도와 정해진 동결온도(n℃)를 상호 비교한 결과,
열교환기의 현재온도가 동결온도(n℃)보다 높으면 상기 MCU(5)는 보조전원장치(2)의 전력소모를 최소화하기 위해 정해진 시간(t) 동안 저전력 모드를 유지(S7)하다가 정해진 시간이 경과 되면 다시 노멀 모드로 전환(S1)하고 그 이후의 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계(S4)에서 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브(6)를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하던 중,
상기 MCU(5)는 순환펌프(8)의 드레인 공(81) 주변에 설치된 저수위검지센서(9)를 통해 순환펌프(8) 내 수위를 검출(S5)하여, 저수위로 판단될 경우 열려있는 전자식 밸브(6)를 강제로 닫아 주는 단계(S6)를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 단계(S4)에서 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브(6)를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하는 순간, 상기 MCU(5)는 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브(10)를 강제로 닫아 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 자동으로 보충되는 것을 차단하는 단계(S4-1)를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 MCU(5)에서 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 열교환기의 동결온도를 검출하는 정해진 시간(t) 간격 및 상기 MCU(5)가 저전력 모드를 유지(S7)하는 정해진 시간(t)은 3∼7시간인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명의 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치 및 그 방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 상용전원공급부(1)와 보조전원장치(2), 전원전압 자동 절체 스위치(3), 동결온도 검출용 써미스터(4), MCU(5), 전자식 밸브(6) 및 전자식 밸브 구동부(7)를 포함하는 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 상용전원공급부(1)는 통상시 한전 등에서 공급하는 상용전원을 보일러에 설치된 각종 전기/전자부품에 공급시켜 주는 기능을 수행하고, 상기 보조전원장치(2)는 배터리나 건전지 등으로 구성된 형태를 갖고 상기 상용전원공급부(1)를 통한 상용전원전압의 공급이 차단되었을 때 MCU(5)를 포함한 동파방지 운전에 필요한 최소전력 사용부품에 전원전압을 공급해 주는 기능을 수행하게 된다.
또, 상기 전원전압 자동 절체 스위치(3)는 상용전원공급부(1)를 통한 상용전원전압이 차단되는 순간 상기 보조전원장치(2)에서 출력되는 전원전압이 MCU(5)의 전원공급단자에 공급되도록 자동으로 절체시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 MCU(5)는 소정의 제어프로그램 등을 구비하고 보일러의 전반적인 제어 기능을 수행함은 물론, 상용전원전압의 공급이 차단되고 상기 보조전원장치(2)를 통해 전원전압이 공급되면, 정해진 시간 간격(t)을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 온도를 검출하여 동결온도 이하로 저하되는지를 판단하고, 열교환기의 온도가 동결온도 이하인 것으로 판단되면 전자식 밸브 구동부(7)에 밸브 구동신호를 출력하여 난방 관련 각 구성부품이 동결에 의해 동파되는 것을 방지하는 기능 등을 수행하게 된다.
또, 상기 전자식 밸브 구동부(7)는 동결온도 검출시 MCU(5)에서 출력되는 밸브 구동신호에 부응하여 보조전원장치(2)에서 출력되는 전압을 전자식 밸브(6)로 공급하여 전자식 밸브(6)가 열리도록 하는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 전자식 밸브(6)는 보일러 배관 하단에 설치된 순환펌프(8)의 드레인 공(81)에 설치되어, 상기 MCU(5)의 제어를 받는 전자식 밸브 구동부(7)를 통해 보조전원장치(2)의 출력전압이 공급되는 동안 열려 상기 순환펌프(8)의 드레인 공(81)을 통해 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있던 물이 자동 배출되도록 하는 기능을 수행하게 된다.
이 밖에서 본 발명 장치에서는 상기 순환펌프(8)의 드레인 공(81) 주변에 저수위검지센서(9)를 더 설치하되, 상기 저수위검지센서(9)는 MCU(5)의 입력측에 연결하여, 전술한 바와 같이 열교환기의 온도가 동결온도 이하로 저하된 것으로 판단되어 전자식 밸브(6)를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내 물이 자동 배출되도록 할 때, 상기 MCU(5)에서 저수위검지센서(9)를 통해 순환펌프(8)의 드레인 공(81) 주변의 수위를 검출하여 저수위인 것으로 판단될 시 전자식 밸브(6)를 닫아 주도록 하였다.
따라서, 열교환기의 온도가 동결온도 이하로 저하된 것으로 판단되어 전자식 밸브(6)를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내 물이 자동 배출되도록 할 때, 순환펌프(8)의 드레인 공(81) 주변의 수위가 저수위 상태까지 배출되었음에도 불구하고 계속해서 전자식 밸브(6)를 구동시킴으로 인해 발생할 수 있는 보조전원장치(2)의 전력이 불필요하게 소모되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 MCU(5)의 출력단자에 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브(10)를 더 연결하여, 상기 MCU(5)에서 전자식 밸브 구동부(7)를 통해 전자식 밸브(6)를 열어 물을 자동 배출하는 순간부터 보충수 공급밸브(10)를 자동으로 닫아 줄 수 있도록 함으로써 동파방지 운전중 물탱크로 물이 계속해서 보충됨으로 인해 발생할 수 있는 동파방지 운전 연장 문제를 해결할 수 있다.
한편, 본 발명 방법은 도 3에 도시한 바와 같이, 정전 등으로 인해 상용전원전압의 차단됨으로 인해 보조전원장치(2)의 출력전압이 전원전압 자동 절체 스위치(3)를 통해 보일러 내 MCU(5)로 자동 공급되면, 상기 MCU(5)는 노멀(Normal) 모드(S1)로 전환한 상태에서 정해진 시간 간격(t; 예를 들어 3∼7시간))을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 열교환기의 온도를 계속 검출하게 된다(S2).
이어서 상기 MCU(5)는 상기 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 검출되는 열교환기의 온도가 정해진 동결온도(n℃: 예를 들어 3∼5℃) 이하인지를 판단(S3)하여, 만약 열교환기 내 온도가 동결온도(n℃) 이하로 하강한 것으로 판단되면 상기 MCU(5)는 순환펌프(8)의 드레인 공(81)에 설치되어 있는 전자식 밸브(6)를 전자식 밸브 구동부(7)를 통해 열어 주어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물이 자동으로 배출되도록 하게 된다(S4).
따라서, 겨울철 보일러에 상용전원공급이 장기간 공급되지 않음으로 발생할 수 있는 난방 관련 부품들이 동결에 의해 동파를 미연에 방지할 수 있어 제품 자체의 상품성과 동파방지에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동파로 인한 불필요한 경제적 손실을 미연에 방지할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 검출된 온도와 정해진 동결온도(n℃)를 상호 비교(S3)한 결과, 열교환기의 현재온도가 동결온도(n℃)보다 높으면 상기 MCU(5)는 저전력 모드를 유지(S7)하다가 정해진 시간(예를 들어 3∼7시간)이 경과 되면 다시 노멀 모드로 전환(S1)하고 그 이후의 단계를 반복 수행하도록 함으로써 상기 보조전원장치(2)의 전력소모를 최소화할 수 있어 장기간 동파 방지운전을 지속할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브(6)를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하던 중, 상기 MCU(5)에서 순환펌프(8)의 드레인 공(81) 주변에 설치된 저수위검지센서(9)를 통해 순환펌프(8) 내 수위를 계속 검출(S5)하여, 저수위로 판단될 경우 열려있는 전자식 밸브(6)를 강제로 닫아 주도록 하였다(S6).
따라서, 보일러의 배관 최하단부에 설치되어 있는 순환펌프(8) 내 수위가 저수위를 나타낼 까지 물을 외부로 자동배출시켜 줄 수 있어 배관 등에 잔류한 물이 동결되어 동파로 이어지는 것까지 완벽히 방지할 수 있으므로 동파방지 운전에 따른 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있음은 물론 불필요하게 보조전원장치(2)의 전력이 소모되는 것도 방지할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기와 같이 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브(6)를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하는 순간, 상기 MCU(5)에서 물탱크에 설치되어 있는 보충수 공급밸브(10)를 강제로 닫아 주도록 하였다(S4-1).
따라서, 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 계속해서 자동으로 보충됨으로 인한 발생될 수 있는 폐단을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 MCU(5)에서 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 열교환기의 동결온도를 검출하는 정해진 시간(t) 간격 및 상기 MCU(5)가 저전력 모드를 유지하는 정해진 시간(t)을 3∼7시간으로 설정하였는데, 그 이유는 상기 동결온도 검출용 써미스터(4)를 통해 열교환기의 온도를 검출한 결과 동결온도 이상으로 판정된 상태일 경우 그 이후 아무리 주변온도가 하강한다 하더라도 3∼7시간 이내에는 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물이 급동결되어 동파로 이어지지 않기 때문이므로 불필요하게 보조전원장치(2)의 전력이 소모되는 것을 방지하기 위함이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
1 : 상용전원공급부
2 : 보조전원장치
3 : 전원전압 자동 절체 스위치
4 : 동결온도 검출용 써미스터
5 : MCU
6 : 전자식 밸브
7 : 전자식 밸브 구동부
8 : 순환펌프 81 : 드레인 공
9 : 저수위검지센서
10 : 보충수 공급밸브

Claims (6)

  1. 상용전원전압 차단시 MCU를 포함한 동파방지 운전에 필요한 최소전력 사용부품에 전원전압을 공급해 주는 보조전원장치와;
    상용전원전압이 차단되면 보조전원장치에서 출력되는 전원전압을 MCU의 전원공급단자에 자동 공급해 주는 전원전압 자동 절체 스위치와;
    보조전원장치에서 전원전압이 공급되면 정해진 시간 간격을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터를 통해 온도를 검출하여 동결온도 이하로 저하되는지를 판단하고, 동결온도가 검출되면 전자식 밸브 구동부에 밸브 구동신호를 출력하는 MCU와;
    상기 MCU의 출력신호에 부응하여 보조전원장치에서 전자식 밸브로 공급되는의 전원전압을 제어하는 전자식 밸브 구동부와;
    보일러 배관 하단에 설치된 순환펌프의 드레인 공에 설치되어 상기 MCU의 제어를 받는 전자식 밸브 구동부를 통해 보조전원장치의 출력전압이 공급되는 동안 열려 상기 순환펌프의 드레인 공을 통해 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있던 물이 자동 배출되도록 하는 전자식 밸브;로 구성한 것을 특징으로 하는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 MCU의 입력측에는 전자식 밸브가 열려 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내 물이 자동 배출될 때, 순환펌프의 드레인 공 주변의 수위를 검출하여 저수위인 것으로 판단될 시 상기 MCU로 하여금 전자식 밸브를 닫아 주도록 하는 저수위검지센서를 더 설치한 것을 특징으로 하는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 MCU의 출력단자에는 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브를 더 연결하여, 상기 MCU에서 전자식 밸브 구동부를 통해 전자식 밸브를 열어 물을 자동 배출하는 순간부터 보충수 공급밸브를 자동으로 닫아 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 보충되는 것을 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지장치.
  4. 상용전원전압의 차단으로 인해 보조전원장치의 출력전압이 전원전압 자동 절체 스위치를 통해 보일러 내 MCU로 공급되면, 상기 MCU는 노멀(Normal) 모드에서 정해진 시간 간격을 두고 보일러의 열교환기에 설치된 동결온도 검출용 써미스터를 통해 온도를 검출하는 단계와;
    동결온도 검출용 써미스터를 통해 검출된 온도가 정해진 동결온도 이하인지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 열교환기 내 온도가 동결온도 이하이면 순환펌프의 드레인 공에 설치된 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물이 자동으로 배출되도록 하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기에서 동결온도 검출용 써미스터를 통해 검출된 온도와 정해진 동결온도를 상호 비교한 결과, 열교환기의 현재온도가 동결온도보다 높으면 상기 MCU는 보조전원장치의 전력소모를 최소화하기 위해 정해진 시간 동안 저전력 모드를 유지하다가 정해진 시간이 경과 되면 다시 노멀 모드로 전환하고 그 이후의 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기에서 동결온도 검지로 인해 전자식 밸브를 열어 열교환기와 물탱크, 배관 및 순환펌프 내에 충진되어 있는 물을 자동으로 배출하는 순간, 상기 MCU는 물탱크에 설치된 보충수 공급밸브를 강제로 닫아 동파방지 운전 중 물탱크로 물이 자동으로 보충되는 것을 차단하는 단계와;
    물을 자동으로 배출하던 중, 상기 MCU는 순환펌프의 드레인 공 주변에 설치된 저수위검지센서를 통해 순환펌프 내 수위를 검출하여, 저수위로 판단될 경우 열려있는 전자식 밸브를 강제로 닫아 주는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 상용전원공급 차단시 보일러의 동파 방지방법.















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