KR20170013458A

KR20170013458A - 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법

Info

Publication number: KR20170013458A
Application number: KR1020150105863A
Authority: KR
Inventors: 노홍일; 원치호; 이상문
Original assignee: 린나이코리아 주식회사
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2017-02-07

Abstract

본 발명은 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법에 관한 것으로 특히, 보일러의 전원 코드가 콘센트에 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급되면 그때마다 완전동결 판단을 위하여 보일러 내 마이컴에서 펌프에 구동신호를 출력하는 단계와; 펌프에 구비된 구동상태 검출수단을 통해 펌프로부터 작동신호가 검출되는지를 판단하는 단계와; 구동상태 검출수단을 통해 펌프의 작동신호가 입력되면 그 신호가 정상 작동신호인지를 판단하는 단계와; 펌프가 정상작동 중이면 완전동결 판단을 종료하는 단계와; 펌프가 정상작동 중이 아니면, 그 신호가 펌프 정지신호인지를 판단하는 단계와; 펌프 정지신호이면, 배관 및 물탱크 내에 설치되어 있는 온도센서를 통해 검출되는 물의 온도가 동결검지온도 이하인지를 판단하는 단계와; 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하로 낮으면, 보일러 내 배관이 완전 동결상태인 것으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 보일러의 완전동결 및 동파시에 동결방지 운전이 수행되거나 연소동작으로 인한 각 기능부품의 파손이나 손상 및 소손 등을 미연에 방지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동결방지 운전에 따른 신뢰도 및 제품 자체의 상품성 등을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법{How boiler control my judgment complete frozen and freeze protection operation accordingly}

본 발명은 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 보일러의 전원 코드가 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급될 경우마다, 순환펌프(이하 "펌프"로 약칭함)에 구동신호를 출력한 다음 펌프로부터 작동신호(부하전류 또는 회전수 등을 검출)가 검출되는지를 판단하여, 펌프의 구동신호는 입력되나 어떠한 원인으로 펌프가 구동되지 않는 상태인 펌프 정지신호가 입력되는 경우에는 보일러 본체 내 배관를 흐르는 물의 온도를 확인하여 만약 물의 온도값이 동결검지온도 이하일 경우에는 물이 완전히 동결된 상태로 판단하고 즉시 안전정지하고, 펌프의 구동신호는 입력되나 펌프 정지신호는 아니지만 정상구동신호도 입력되지 않는 경우이면 배관 내에 물이 가득 차 있지 않는 경우로 판단하고 시운전을 실시하여 동결방지 운전에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 펌프 구동상태 검출신호를 이용한 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.

통상 난방/온수 겸용 보일러에서 난방모드가 작동되면 순환펌프가 작동되어 난방수가 이송되고, 난방수는 주열교환기에서 가열되어 삼방변을 거쳐 다수의 방으로 이루어진 난방부하(즉, 난방배관)로 이송되어 난방이 이루어진다.

또한, 온수의 공급은 삼방변에서 난방부하 측으로 연결되는 경로를 차단하고 급탕열교환기 측으로 연결되는 경로를 개방시켜 주열교환기에서 데워진 난방수를 급탕열교환기측으로 이송시킴으로써 상기 급탕열교환기에서 직수와 난방수 간에 열교환이 이루어져 온수를 사용자에게 공급할 수 있게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 보일러는 난방이 요구되는 장소의 적정평수에 맞게 보일러의 용량이 정해져 설치되고 있다. 즉, 난방이 필요한 복 수개의 방이 있는 경우 전체 방을 기준으로 난방을 공급할 수 있도록 보일러의 용량이 결정된다.

한편, 통상 보일러에서는 기구의 동결을 방지하기 위하여 동결 또는 동파방지 기능이 구비되어 있다.

즉, 외기의 온도가 일정온도 이하로 떨어지고 이 온도가 소정의 온도센서를 통해 검지되면, 소정의 제어부에서 순환펌프와 3방변 등을 구동시켜 순환수를 회전시키던가 기구 내 각각의 배관에 히터 등을 부착시켜 외기의 온도가 일정온도 이하가 되면 히터를 구동시키는 방법 등이 구비되어 있다.

따라서, 외기의 온도가 동결온도 이하로 떨어지더라도 동결 또는 동파기능이 작동되어 보일러가 구동되지 않더라도 전원코드가 꽂혀있는 상태라면 기구의 동결 및 동파 예방기능이 가능하다.

또한, 펌프가 동결되는 것을 방지하기 위한 장치로 일본국 특허출원 소 60-298974호가 있는데, 이는 압력스위치와 유량스위치가 오프된 상태일 때에, 온도센서에 통해 검출한 온도가 저온검출회로의 소정치 이하이면 펌프의 보조코일에는 전류가 흐르지 않도록 하고 주코일에만 전류가 흐르게하여 주코일 자신에서 발생되는 열에 의해 펌프 자체가 동결되지 않도록 구성되어 있다.

그러나, 상기에서 제시한 모든 동결방지 장치는 추운 겨울 사용자의 부주의로 보일러로 전원코드를 콘센트로부터 빼놓은 상태로 장기간 외출을 하였거나, 또는 정상사용중 정전이 되었는데, 마침 외기의 온도가 영하로 떨어지게 되면 순환수를 순환시켜 주는 순환펌프와 3방변 및 파이프를 가열시켜 주는 히터 등을 포함하여 펌프의 주코일이 작동하지 못하게 되어 보일러 내부의 각 수로, 탱크 및 순환펌프 등이 동결되어 버리게 된다.

이와 같이 동결된 상태에서 사용자가 귀가하여 보일러를 작동시키거나, 정전이 해제되어 보일러에 소정전압이 인가되면 보일러는 동결방지 동작이나 연소동작에 들어가게 되는데, 이때 동결방지 동작에 들어가게 되면 보일러 내부의 순환 계통부가 모두 동결중이거나 동결완료 상태임에도 불구하고 순환펌프나 3방변에 통전이 이루어지게 되어 각각이 작동을 하게 되나, 동결에 의하여 임펠러나 3방변 이동 게이트 등이 움직이지 못하게 되므로 순환펌프용 모터나 3방변 구동용 모터 등에 무리를 주게 되어 각각의 구성부품이 고장을 일으키게 된다.

또한, 상기와 같이 동결된 상태에서 연소장치가 작동하게 되면 순환수의 순환 불가능으로 인해 온도검지소자인 더어미스터 등을 통한 출탕온도의 온도검지가 불가능하게 됨에도 불구하고 연소가 진행되므로 열교환기 등이 소손 및 파손될 우려가 있는 등이 문제점이 있었다.

따라서 종래에는 이를 해결하기 위하여 소정의 온도검지소자를 통해 외기온도를 검출한 결과 동결온도로만 판별되면, 완전동결상태 또는 동결중에 무관하게 무조건 모든 기능부품의 구동을 차단시켜 줌과 동시에 연소동작을 차단시켜 기능부품의 파손, 손상 및 소손 등을 미연에 방지시켜 주나, 이 경우 완전동결이 이루어지지 않고 동결이 진행 중인 경우에도 기기의 운전이 정지되는 문제점을 그대로 지니고 있다.

특히, 종래 대부분의 보일러에서는 보일러의 본체 내에 물이 있음을 수위전극을 통한 판단으로만 실시하고 있는데, 수위전극은 보일러 내 물통의 완전 동결 시 물이 없음으로 판단하여 완전동결 판단을 실시하지 않고 시운전 또는 난방이나 온수상태로 이행한 후 보일러에 물을 공급하는 동작을 수행하게 되고 이런 상태에서 물이 조금이라도 녹아 수위검지가 되면 내부가 동결이 되었음에도 불구하고 연소가 이루어질 가능성이 있는 문제점이 있다.

대한민국 특허공보 특1995-0009122호(1995년 08월 14일) 대한민국 공개특허공보 10-2014-0128591호(2014년 11월 06일) 대한민국 등록특허공보 10-0285882호(2001년 01월 08일) 대한민국 등록특허공보 10-0742942호(2007년 07월 19일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보일러의 전원 코드가 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급될 경우마다, 펌프에 구동신호를 출력한 다음 펌프로부터 작동신호(부하전류 또는 회전수 등을 검출)가 검출되는지를 판단하여, 그 결과 만약 펌프로부터 아무런 신호가 입력되지 않으면 펌프 불량으로 판단하여 보일러 내에 설치된 일체의 기능부품 구동을 차단시키고 연소동작도 이행되지 않도록 하는 안전정지 기능을 수행시키고, 펌프의 구동신호는 입력되나 어떠한 원인으로 펌프가 구동되지 않는 상태로 인해 펌프 정지신호(예를 들어 과부검지신호 등)가 입력되는 경우에는 보일러 본체 내 물탱크를 포함한 배관를 흐르는 물의 온도를 확인하여 만약 물의 온도값이 동결검지온도 이하일 경우에는 물이 완전히 동결된 상태로 판단하고 즉시 안전정지하고, 펌프의 구동신호는 입력되는데 그 신호가 펌프 정지신호는 아니고 그렇다고 정상구동신호도 아닌 경우이면 배관 내에 물이 가득 차 있지 않는 경우로 판단하고 시운전을 실시하여 줌으로써 보일러의 완전동결 및 동파시에 동결방지 운전이 수행되거나 연소동작으로 인한 각 기능부품의 파손이나 손상 및 소손 등을 미연에 방지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동결방지 운전에 따른 신뢰도 및 제품 자체의 상품성 등을 대폭 향상시킬 수 있는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보일러의 전원 코드가 콘센트에 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급되면 그때마다 완전동결 판단을 위하여 보일러 내 마이컴에서 펌프에 구동신호를 출력하는 단계와; 펌프에 구비된 구동상태 검출수단을 통해 펌프로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단하는 단계와; 구동상태 검출수단을 통해 펌프의 작동신호가 입력되면 그 신호가 정상 작동신호인지를 판단하는 단계와; 펌프가 정상작동 중이면 완전동결 판단을 종료하는 단계와; 펌프가 정상작동 중이 아니면, 그 신호가 펌프 정지신호인지를 판단하는 단계와; 펌프 정지신호이면, 배관 및 물탱크 내에 설치되어 있는 온도센서를 통해 검출되는 물의 온도가 동결검지온도 이하인지를 판단하는 단계와; 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하로 낮으면, 보일러 내 배관이 완전 동결상태인 것으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 보일러 내 마이컴에서 구동상태 검출수단을 통해 검출되는 펌프 작동신호를 판단한 결과 펌프 정지신호가 아니면 배관 내에 에어가 찬 것으로 판단하고 시운전을 하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 보일러 내 마이컴에서 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하인지를 판단한 결과 동결검지온도보다 높으면 정지상태의 펌프에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 정해진 제 1 시간(t1)이 경과되었는지를 판단하여 만약 정해진 제 1 시간(t1)이 경과되지 않았으면 펌프가 정상 작동 중인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보일러 내 마이컴에서 펌프로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단한 결과 작동신호가 검출되지 않거나 또는 물의 온도가 동결검지온도보다 높은 상태를 정해진 제 1 시간(t1)이상 경과한 경우에는 펌프의 불량으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 펌프에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 정해진 제 1 시간(t1)은 5~10초인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 시운전 단계는 펌프를 정지시킨 다음 물탱크로 물 보충을 실시하는 단계와; 수위센서를 통해 물탱크 내 수위가 만수위인지를 판단하는 단계와; 물탱크 내 물이 만수위일 경우 펌프를 재가동시키는 단계와; 물탱크 내 수위가 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하는지 판단하는 단계와; 정해진 제 2 시간(t2) 이내에 만수위 센서가 "오프"되면 시운전 단계 초기로 되돌아가고, 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하면 시운전을 종료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 정해진 제 2 시간(t2)은 물탱크를 포함한 배관 내 물에 포함되어 있는 에어를 빼내는데 충분한 시간으로 15~25분으로 설정한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이컴에서 완전동결 또는 펌프의 불량으로 판단하여 보일러를 안전정지시킬 때, 표시부에 완전동결 또는 펌프의 불량임으로 인한 안전정지 상태임을 표시해 주는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.

한편, 상기 구동상태 검출수단은 펌프 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출센서와 펌프 모터의 회전수를 전기적인 신호로 검출하는 회전수검출센서 및 펌프를 통과하는 유량을 전기적인 신호로 검출하는 유량검출센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법에 의하면, 보일러의 전원 코드가 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급될 경우마다, 펌프에 구동신호를 출력한 다음 펌프로부터 작동신호(부하전류 또는 회전수 등을 검출)가 검출되는지를 판단하여, 그 결과 만약 펌프로부터 아무런 신호가 입력되지 않으면 펌프 불량으로 판단하여 보일러 내에 설치된 일체의 기능부품 구동을 차단시키고 연소동작도 이행되지 않도록 하는 안전정지 기능을 수행시키고, 펌프의 구동신호는 입력되나 어떠한 원인으로 펌프가 구동되지 않는 상태로 인해 펌프 정지신호(예를 들어 과부검지신호 등)가 입력되는 경우에는 보일러 본체 내 물탱크를 포함한 배관를 흐르는 물의 온도를 확인하여 만약 물의 온도값이 동결검지온도 이하일 경우에는 물이 완전히 동결된 상태로 판단하고 즉시 안전정지하고, 펌프의 구동신호는 입력되는데 그 신호가 펌프 정지신호는 아니고 그렇다고 정상구동신호도 아닌 경우이면 배관 내에 물이 가득 차 있지 않는 경우로 판단하고 시운전을 실시하여 줌으로써 보일러의 완전동결 및 동파시에 동결방지 운전이 수행되거나 연소동작으로 인한 각 기능부품의 파손이나 손상 및 소손 등을 미연에 방지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동결방지 운전에 따른 신뢰도 및 제품 자체의 상품성 등을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 개략적인 블록 구성도,
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명 방법이 적용된 보일러의 개략적인 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 방법은,

보일러의 전원 코드가 콘센트에 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급되면 보일러 내부의 완전동결 상태를 판단하기 위하여, 그때마다 완전동결 판단을 위하여 보일러 내 마이컴(1)에서 펌프(3)에 구동신호를 출력하는 단계(S1)와;

펌프(3)에 구비된 구동상태 검출수단(4)을 통해 펌프로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단하는 단계(S2)와;

구동상태 검출수단(4)을 통해 펌프(3)의 작동신호가 입력되면 그 신호가 정상 작동신호인지를 판단하는 단계(S3)와;

펌프(3)가 정상작동 중이면 완전동결 판단을 종료하는 단계(S4)와;

펌프(3)가 정상작동 중이 아니면, 그 신호가 펌프 정지신호인지를 판단하는 단계(S5)와;

펌프 정지신호이면, 배관 및 물탱크 내에 설치되어 있는 온도센서(5)를 통해 검출되는 물의 온도가 동결검지온도(T ℃) 이하인지를 판단하는 단계(S7)와;

배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하로 낮으면, 보일러 내 배관이 완전 동결상태인 것으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계(S8);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보일러 내 마이컴(1)에서 구동상태 검출수단(4)을 통해 검출되는 펌프 작동신호를 판단(S5)한 결과 펌프 정지신호가 아니면,

배관 내에 에어가 찬 것으로 판단하고 시운전을 하는 단계(S6);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 보일러 내 마이컴(1)에서 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도(T ℃) 이하인지를 판단(S7)한 결과 동결검지온도(T ℃)보다 높으면,

정지상태의 펌프에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 정해진 제 1 시간(t1)이 경과되었는지를 판단하여 만약 정해진 시간(t1)이 경과되지 않았으면 펌프가 정상 작동 중인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가는 단계(S9);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보일러 내 마이컴(1)에서 펌프(3)로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단한 결과 작동신호가 검출되지 않거나(S2에서 No),

또는 물의 온도가 동결검지온도(T ℃)보다 높은 상태를 정해진 제 1 시간(t1)이상 경과한 경우(S9에서 Yes)이면,

펌프(3)의 불량으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계(S10);를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 펌프(3)에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 정해진 시간(t1)은 5~10초인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 시운전 단계(S6)는 펌프(3)를 정지(S61)시킨 다음 물탱크로 물 보충을 실시하는 단계(S62)와; 수위센서를 통해 물탱크 내 수위가 만수위인지를 판단하는 단계(S63)와; 물탱크 내 물이 만수위일 경우 펌프를 재가동시키는 단계(S64)와; 물탱크 내 수위가 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하는지 판단하는 단계(S65)와; 정해진 제 2 시간(t2) 이내에 만수위 센서가 "오프"되면 시운전 단계 초기(S61)로 되돌아가고, 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하면 시운전을 종료하는 단계(S66);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이컴(1)에서 완전동결 또는 펌프(3)의 불량으로 판단하여 보일러를 안전정지시킬 때, 표시부(6)에 완전동결 또는 펌프의 불량임으로 인한 안전정지 상태임을 표시해 주는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.

한편, 상기 구동상태 검출수단(4)은 펌프 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출센서와 펌프 모터의 회전수를 전기적인 신호로 검출하는 회전수검출센서 및 펌프를 통과하는 유량을 전기적인 신호로 검출하는 유량검출센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 미설명 부호 8은 키 입력부이고, 9는 타이머이며, 10은 저장장치이다.

이와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서는 보일러가 최초 설치되거나 또는 장기간 보일러를 사용하지 않음으로 인해 전원 코드를 뽑아두었다가 최초 전원 코드가 콘센트에 꼽히거나 또는 보일러의 사용 중 정전이 발생된 후 전원이 재공급될 경우, 보일러 본체 내에 설치되어 있는 마이컴(1)에서는 본체 내 물탱크를 포함하여 관로 내의 물이 완전동결된 상태인지를 판단하기 위하여, 그때마다 펌프 구동부(2)를 통해 펌프(3)에 구동신호를 출력시켜 펌프가 구동되도록 한다(S1).

이와 같이 펌프(3)에 구동신호를 출력한 상기 마이컴(1)에서는 상기 펌프(3)에 구비되어 있는 구동상태 검출수단(4)을 통해 펌프로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단하게 된다(S2).

이때, 상기 펌프(3)의 작동상태를 전기적인 신호로 검출하기 위한 상기 구동상태 검출수단(4)으로는 펌프의 구동 여부를 전류의 흐름 량 즉, 펌프 모터에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출센서를 포함하여, 펌프 모터의 회전수를 전기적인 신호로 검출하는 회전수검출센서 및 펌프를 통과하는 유량을 전기적인 신호로 검출하는 유량검출센서 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 마이컴(1)에서는 전술한 바와 같이 상기 구동상태 검출수단(4)을 통해 펌프(3)의 작동상태를 확인한 결과, 펌프(3)에 이상이 없어 어떠한 형태로든 작동신호가 입력되면 입력된 펌프 작동신호가 정상 작동신호인지를 판단하게 된다(S3).

이와 같이 펌프(3)의 작동상태를 판단한 결과, 펌프(3)에 이상이 없어 정상적으로 작동 중이면 배관 내 물이 완전동결 상태가 아님은 물론 에어도 차지 않은 것으로 판단하고 완전동결 판단 프로그램 수행을 완전히 종료한다(S4).

그러나, 상기 마이컴(1)에서 판단한 결과 현재 구동신호를 인가받고 있는 펌프(3)의 작동상태가 정상작동 중이 아닌 비정상적으로 작동중이면, 상기 구동상태 검출수단(4)을 통해 검출되는 펌프의 작동상태 검출신호가 펌프 정지신호인지를 판단하게 된다(S5).

이와 같이 상기 마이컴(1)에서 비정상 작동중인 펌프(3)의 상태를 확인한 결과, 펌프가 완전 정지상태 즉, 구동상태 검출수단(4)을 통해 검출되는 신호가 펌프 정지신호가 아니면 배관 내에 에어가 차 있어 펌프(3)가 비정상적으로 작동하고 있는 것으로 인식하고 정해진 절차로 이루어진 시운전 단계(S6)를 실시하게 된다.

이때, 상기 시운전 단계(S6)는 이전에 구동신호를 보내주던 상기 펌프 구동부(2)에 펌프 정지신호를 출력시켜 펌프(3)를 정지(S61)시킨 다음 도시 생략한 직수 밸브를 열어 물탱크 내로 물 보충하기 시작한다(S62).

이어서 상기 마이컴(1)에서는 물탱크 내에 구비되어 있는 수위센서(7)를 통해 물탱크 내 수위가 만수가 되는지를 판단(S63)하여 만약 물탱크 내 물이 만수위가 되면 물속에 존재하는 에어를 빼기 위하여 펌프를 재가동시키게 된다(S64).

이와 같이 펌프(3)를 작동시키며 물탱크 및 배관 내 물에 포함되어 있는 에어를 빼고 있는 동안 상기 마이컴(1)은 수위센서(7)의 출력을 계속 입력받아 물탱크 내 수위가 타이머(9)에 의해 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지 즉, 에어가 모두 빠짐으로 인해 물탱크 내 수위가 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하는지를 판단하게 된다(S65).

이때, 상기에서 정해진 제 2 시간(t2)은, 물탱크를 포함하여 배관 내 물에 포함되어 있는 에어가 완전히 빠져나가는데 필요로 하는 시간으로, 보일러 내 물탱크의 용적 및 배관 길이에 따라 서로 상이할 수 있는데, 시험을 통해 살펴본 결과 대략 15~25분 이내에서 설정하는 것이 바람직하였다.

상기와 같이 펌프(3)를 재작동시키며 물탱크 내 수위를 검출한 결과, 상기 물탱크 내 수위센서(7)가 정해진 제 2 시간(t2) 이내에 "오프"되면(즉, 물탱크 내 물이 정해진 수위 이하일 경우) 시운전 단계 초기(S61)로 되돌아가 상기의 과정을 반복 수행하고, 정해진 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하면 물탱크를 포함한 배관 내 물속에 섞여있던 에어가 모두 외부로 자동 배출된 것으로 인식하고 시운전을 종료(S66)하게 된다.

한편, 상기 보일러 내 마이컴(1)에서 구동상태 검출수단(4)을 통해 검출되는 펌프 작동신호를 판단(S5)한 결과, 펌프(3)에 구동신호가 인가되고 있는 상태이나 펌프(3)가 특정 원인으로 정지된 상태이면(즉, 펌프에 대한 정지신호가 입력되는 상태이면), 배관 및 물탱크 내에 설치되어 있는 온도센서(5)를 통해 검출되는 물의 온도가 동결검지온도(T ℃) 이하(예를 들어 0℃ 미만)인지를 판단하게 된다(S7).

상기와 같이 마이컴(1)에서 온도센서(5)를 통해 배관 내 물의 온도를 검출한 결과, 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하로 낮으면, 보일러 내 배관이 완전 동결상태인 것으로 판단하고 동결로 인한 고장 등을 방지하기 위하여 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단함은 물론 비등 등을 방지하기 위하여 연소동작도 이행되지 않도록 하는 안전정지(S8) 기능을 수행하게 된다.

그러나, 상기 보일러 내 마이컴(1)에서 전술한 바와 같이 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도(T ℃) 이하인지를 판단(S7)한 결과 동결검지온도(T ℃)보다 높으면, 정지상태의 펌프(3)에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않도록 타이머(9)에 의해 정해진 제 1 시간(t1)이 경과되었는지를 판단(S9)하여, 만약 정해진 제 1 시간(t1)이 경과되지 않았으면 펌프가 정상 작동 중인지를 판단하는 단계(S3)로 되돌아가게 된다.

이때, 상기에서 정해진 제 1 시간(t1)은, 상기 펌프(3)에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 시간으로, 시험을 통해 살펴본 경과 정해진 제 1 시간(t1)은 5~10초로 설정하는 것이 바람직하였다.

한편, 상기 보일러 내 마이컴(1)에서 펌프(3)로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단한 결과 작동신호가 검출되지 않거나(S2에서 No), 또는 물의 온도가 동결검지온도(T ℃)보다 높은 상태를 정해진 제 1 시간(t1)이상 경과한 경우(S9에서 Yes)이면, 각종 기능부품의 손상을 방지하기 위하여 펌프(3)의 불량으로 판단하고 상기 펌프를 포함하여 보일러 내에 일체의 기능부품에 대한 구동을 차단함은 물론 비등 등을 방지하기 위하여 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지(S10)시켜 주게 된다.

따라서, 보일러의 완전동결 및 동파시에 동결방지 운전이 수행되거나 연소동작으로 인한 각 기능부품의 파손이나 손상 및 소손 등을 미연에 방지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동결방지 운전에 따른 신뢰도 및 제품 자체의 상품성 등을 대폭 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 상기 마이컴(1)에서 판단한 결과, 완전동결 또는 펌프(3)의 불량으로 판단되어 보일러를 안전정지시킬 때에는, 필요에 따라서 상기 표시부(6)에 완전동결 또는 펌프의 불량임으로 인한 안전정지 상태에 있는 것을 문자나 정해진 기호 등으로 표시해 주도록 하였다.

따라서, 보일러의 사용자가 현재 어떠한 원인으로 보일러가 안전정지 상태에 있는지를 정확히 알고 필요한 조치를 빠른 시간 내에 취할 수 있다.

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 : 마이컴
2 : 펌프 구동부
3 : 펌프
4 : 구동상태 검출수단
5 : 온도센서
6 : 표시부
7 : 수위센서
8 : 키 입력부
9 : 타이머
10 : 저장장치

Claims

보일러의 전원 코드가 콘센트에 처음 꼽히거나 정전 후 전원이 재공급되면 그때마다 완전동결 판단을 위하여 보일러 내 마이컴에서 펌프에 구동신호를 출력하는 단계와;
펌프에 구비된 구동상태 검출수단을 통해 펌프로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단하는 단계와;
구동상태 검출수단을 통해 펌프의 작동신호가 입력되면 그 신호가 정상 작동신호인지를 판단하는 단계와;
펌프가 정상작동 중이면 완전동결 판단을 종료하는 단계와;
펌프가 정상작동 중이 아니면, 그 신호가 펌프 정지신호인지를 판단하는 단계와;
펌프 정지신호이면, 배관 및 물탱크 내에 설치되어 있는 온도센서를 통해 검출되는 물의 온도가 동결검지온도 이하인지를 판단하는 단계와;
배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하로 낮으면, 보일러 내 배관이 완전 동결상태인 것으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보일러 내 마이컴에서 구동상태 검출수단을 통해 검출되는 펌프 작동신호를 판단한 결과 펌프 정지신호가 아니면, 배관 내에 에어가 찬 것으로 판단하고 시운전을 하는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보일러 내 마이컴에서 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하인지를 판단한 결과 동결검지온도보다 높으면 정지상태의 펌프에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 제 1 시간(t1)이 경과되었는지를 판단하여 만약 제 1 시간(t1)이 경과되지 않았으면 펌프가 정상 작동 중인지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보일러 내 마이컴에서 펌프로부터 작동신호가 검출(피드백)되는지를 판단한 결과 작동신호가 검출되지 않으면,
펌프의 불량으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 보일러 내 마이컴에서 배관 및 물탱크 내 물의 온도가 동결검지온도 이하인지를 판단한 결과 동결검지온도보다 높은 상태를 제 1 시간(t1)이상 경과한 경우에는,
펌프의 불량으로 판단하고 보일러 내에 일체의 기능부품 구동을 차단하고 연소동작도 이행되지 않도록 안전정지시키는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제 1 시간(t1)은,
펌프에 구동신호를 계속 인가시켜도 무리가 가지 않는 시간으로, 5~10초로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 시운전 단계는,
펌프를 정지시킨 다음 물탱크로 물 보충을 실시하는 단계와;
수위센서를 통해 물탱크 내 수위가 만수위인지를 판단하는 단계와;
물탱크 내 물이 만수위일 경우 펌프를 재가동시키는 단계와;
물탱크 내 수위가 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하는지 판단하는 단계와;
제 2 시간(t2) 이내에 만수위 센서가 "오프"되면 시운전 단계 초기로 되돌아가고, 제 2 시간(t2) 이상 만수위를 유지하면 시운전을 종료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 7에 있어서,
상기 제 2 시간(t2)은,
물탱크를 포함한 배관 내 물에 포함되어 있는 에어를 빼내는데 충분한 시간으로 15~25분으로 설정한 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 1 또는 청구항 4 또는 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이컴에서 완전동결 또는 펌프의 불량으로 판단하여 보일러를 안전정지시킬 때, 표시부에 완전동결 또는 펌프의 불량임으로 인한 안전정지 상태임을 표시해 주는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 구동상태 검출수단은,
펌프 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출센서 또는 펌프 모터의 회전수를 전기적인 신호로 검출하는 회전수검출센서 또는 펌프를 통과하는 유량을 전기적인 신호로 검출하는 유량검출센서 중 어느 한 센서인 것을 특징으로 하는 보일러 내 완전동결 판단 및 그에 따른 동결방지 운전제어방법.