KR20200081676A - 보일러 및 보일러의 연소 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보일러 및 보일러의 연소 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소가스가 배기되는 배기연도의 막힘 정도를 판단하고 가스공급량을 조절하여 보일러의 연소성을 유지할 수 있는 보일러 및 보일러의 연소 제어방법에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 연소 제어방법은, a) 상기 목표온도 달성을 위한 목표열량이 설정되는 단계;와, b) 상기 목표열량을 기준으로 제1데이터베이스가 적용되는 단계;와, c) 상기 송풍기의 회전속도 측정값 및 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기압 측정값이 실시간으로 측정되는 단계;와, d) 회전속도차와 공기압차 및 상기 목표열량을 기준으로 제2데이터베이스가 적용되어, 상기 목표열량에 따른 연도의 막힘 추정값을 산출하는 단계;와, e) 상기 연도 막힘 추정값에 따라 제3데이터베이스가 적용되어 가스밸브의 개도량을 산출하고 가스의 공급량을 제어하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

보일러 및 보일러의 연소 제어방법{Boiler and the Method for Controlling Combustion of the Boiler}
본 발명은 보일러 및 보일러의 연소 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소가스가 배기되는 배기연도의 막힘 정도를 판단하고 가스공급량을 조절하여 보일러의 연소성을 유지할 수 있는 보일러 및 보일러의 연소 제어방법에 관한 것이다.
난방 또는 온수를 공급받기 위한 수단으로 가스가 연소되며 발생하는 열량을 이용하는 가스보일러에 있어서, 연소된 연소가스가 이동하여 외부로 배출되는 통로인 배기연도가 구비되는 것이 일반적이다.
이때, 연소가스에 포함된 탄소나 질소에 의하여 배기연도의 내부가 부식되거나, 혼합물이 퇴적되며 배기연도의 내부 직경이 감소될 수 있었으며, 외력에 의한 변형이나 손상 또는 배기구를 통해 역풍이 유입되는 등 환경적 요인에 의해서도 배기연도 막힘 현상이 종종 발생할 수 있다.
배기연도의 막힘 현상이 발생하면 연소가스의 배기가 원활하게 이루어지지 않게 되므로, 연소실 내부의 압력이 높아지고 가스의 공급량이 감소되어 보일러의 효율이 떨어지고 실화가 발생하는 등 보일러의 연소성(燃燒性, combustibility)이 저하되는 문제가 있었다.
이에 따라, 배기연도의 막힘 정도를 감지하고 막힘 정도에 따라 보일러에 공급되는 가스의 공급량을 조절하여 보일러의 연소성을 유지하는 방법이 연구되었다.
상기한 바와 같은 배기연도의 막힘 현상을 감지하기 위한 종래기술의 일례로 대한민국 등록특허 10-1815987호가 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 연소가스가 배기되는 배기연도의 막힘 정도를 실시간으로 판단하여 가스공급량을 조절하고 보일러의 연소성을 유지할 수 있는 보일러 및 보일러의 연소 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 보일러의 연소 제어 방법은, 회전하여 공기 및 가스를 유입시키는 송풍기와, 가스가 유입되는 가스공급관의 개폐 정도를 조절하는 가스밸브와, 상기 송풍기 및 상기 가스밸브를 제어하는 제어부를 구비한 보일러의 연소 제어방법이며, A) 목표 열량에 따른 상기 송풍기의 회전속도 변화와 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기의 압력인 공기압의 변화를 측정하여 연도의 막힘 추정값을 산출하는 단계와, B) 상기 연도 막힘 추정값에 따라 상기 가스밸브의 개도량을 조절하여 유입되는 가스의 공급량을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 단계 A)는, a) 보일러의 가동에 의해 제공되는 난방 또는 온수의 목표온도가 입력되고, 상기 목표온도 달성을 위한 목표열량이 설정되는 단계;와, b) 상기 목표열량에 따라 상기 송풍기의 목표 회전속도와 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기의 압력인 목표 공기압 및 목표 가스밸브의 개도량이 산출되어 상기 송풍기 및 상기 가스밸브의 제어에 적용되는 단계;와, c) 상기 송풍기의 회전속도 측정값 및 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기압 측정값이 실시간으로 측정되는 단계;와, d) 상기 목표 회전속도와 상기 회전속도 측정값의 차인 회전속도차와, 상기 목표 공기압과 상기 공기압 측정값의 차인 공기압차가 산출되고, 상기 목표열량과 상기 회전속도차 및 상기 공기압차에 따라 상기 연도의 막힘 추정값이 산출되는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단계 b)에 있어서, 제어부는 상기 목표열량에 따라 상기 목표 회전속도와 상기 목표 공기압 및 목표 가스밸브 개도량의 데이터가 저장된 제1데이터베이스에 상기 목표열량을 대입하여 상기 목표 회전속도 및 상기 목표 공기압을 산출하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단계 d)에 있어서, 제어부는 상기 연도 막힘 추정값에 따라 상기 가스밸브의 개도량의 데이터가 저장된 제3데이터베이스에 상기 막힘 추정값을 대입하여 상기 가스밸브의 개도량을 산출하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 막힘 추정값 및 상기 가스밸브의 개도량은, 미리 설정 또는 산출된 적어도 두 개의 데이터를 직선의 방정식으로 나타내는 보간법을 이용하여 리니어하게 연산하여 출력하도록 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 보일러는, 가스 및 공기를 유입시키는 송풍기의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부;와, 상기 송풍기를 통해 유입되는 공기의 압력인 공기압을 측정하는 공기압측정부;와, 목표 열량에 따른 상기 송풍기의 회전속도의 변화와 상기 공기압의 변화를 측정하여 연도의 막힘 추정값을 산출하고, 상기 연도 막힘 추정값에 따라 상기 가스밸브의 개도량을 조절하여 유입되는 가스의 공급량을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 제어부에는 데이터가 저장되는 데이터 저장부가 구비되고, 상기 데이터저장부에는, 목표열량을 발생시키기 위한 목표 회전속도와 목표 송풍기 공기압 및 목표 가스밸브 개도량의 데이터로 구성된 제1데이터베이스;와, 상기 목표열량과, 상기 목표 회전속도와 상기 송풍기의 회전속도 측정값의 차인 회전속도차 및, 상기 목표 송풍기 공기압과 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기압 측정값의 차인 공기압차에 따른 연도 막힘 추정값의 데이터로 구성된 제2데이터베이스;가 저장될 수 있다.
또한, 상기 데이터저장부에는, 상기 연도 막힘 추정값에 따른 가스밸브 개도량으로 구성된 제3데이터베이스가 더 저장될 수 있다.
또한, 상기 제어부에는, 미리 설정 또는 산출된 적어도 두 개의 데이터를 직선의 방정식으로 나타내는 보간법을 이용하여 상기 연도 막힘 추정값 및 상기 가스밸브 개도량을 리니어하게 연산하여 출력하도록 이루어진 데이터연산부가 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 보일러 및 보일러의 연소 제어 방법에 의하면, 연소가스가 배기되는 배기연도의 막힘 정도를 실시간으로 판단하여 가스공급량을 조절하고 보일러의 연소성을 유지할 수 있다.
또한, 송풍기를 통해 유입되는 공기의 압력 및 송풍기 회전속도의 측정값과 목표 공기압 및 목표 회전속도의 차인 회전속도차와 공기압차를 이용하여 연도 막힘 추정값을 산출하고 이에 따라 가스밸브 개도량을 산출함으로써 연소실 내부의 가스비를 유지하고 보일러의 연소성을 유지할 수 있다.
또한, 목표 열량에 따른 회전속도차와 공기압차 및 연도 막힘 추정값과 가스밸브 개도량을 데이터테이블로 구비하여 연도 막힘 상황에 대응하는 적절한 가이드를 제공할 수 있다.
또한, 목표 열량에 따른 회전속도차와 공기압차 및 연도 막힘 추정값과 가스밸브 개도량을 데이터테이블을 기반으로 연산하여 출력하는 연산부를 구비하여 리니어한 출력값을 제공하고 보일러의 연소 상태를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 저렴한 장비를 사용하여 연도 막힘 상황에 대응할 수 있도록 이루어져 보일러의 효율성을 높일 수 있다
도 1은 본 발명에에 의한 보일러의 개략적인 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 보일러의 연소 제어방법을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 의한 제2데이터베이스의 일실시예를 나타내는 표
도 4는 본 발명에 의한 제2데이터베이스의 다른실시예를 나타내는 표
도 5는 본 발명에 의해 제2데이터베이스가 적용되되 보간법을 이용하여 연도 막힘 추정값을 연산하는 것을 보여주는 표
도 6은 본 발명에 의해 제2데이터베이스가 적용되되 보간법을 이용하여 연도 막힘 추정값을 산출하는 것을 보여주는 표
도 7은 본 발명에 의해 제2데이터베이스가 적용되되 보간법을 이용하여 연도 막힘 추정값을 산출하는 것을 보여주는 표
도 8은 본 발명에 의해 제3데이터베이스의 일실시예를 나타내는 표
도 9는 본 발명에 의해 제3데이터베이스가 적용되되 보간법을 이용하여 가스밸브 개도량을 산출하는 것을 보여주는 표
이하 본 발명에 의한 보일러의 연소 제어방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서, 종래기술에서 설명된 내용 및 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 본 발명에 새롭게 부가된 구성요소를 중심으로 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 보일러(100)는, 도 1을 참조하면, 회전하여 공기 및 가스를 유입시키는 송풍기(110)와, 가스가 유입되는 가스공급관(미도시)의 개폐 정도를 조절하는 가스밸브(120)와, 가스를 연소시키는 버너(미도시)와, 연소가스를 배출하는 연도(미도시)와, 상기 송풍기(110) 및 상기 가스밸브(120)를 제어하여 상기 버너에 공급되는 공기량 및 가스량을 조절하는 제어부(200)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 보일러의 가동으로 제공받고자 하는 난방 또는 온수의 목표온도를 입력하는 목표온도 입력부(160)가 구비될 수 있다.
상기 목표온도 입력부(160)는 상기 제어부(200)에 연결되어, 상기 보일러(100)가 상기 목표온도를 달성하기 위해 필요한 목표열량(T)을 상기 제어부(200)에 송신한다.
또한, 상기 송풍기(110)의 회전속도(RPM)를 측정하는 회전속도측정부(140) 및 상기 송풍기(110)를 통해 유입되는 공기의 압력인 송풍기 공기압을 측정하는 공기압측정부(150)가 더 구비될 수 있다.
상기 회전속도측정부(140)는, 상기 송풍기(110)의 회전수를 감지하는 회전센서 또는 상기 송풍기(110)을 구동하는 구동모터의 회전을 감지하는 회전센서 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 제어부(200)에 연결되어, 측정된 회전속도 측정값(RPM)을 상기 제어부(200)에 송신한다.
또한, 상기 공기압측정부(150)는, 상기 송풍기(110)를 통해 유입된 공기가 상기 버너로 유동하는 유로에 구비되는 풍압센서로 이루어질 수 있으며, 상기 제어부(200)에 연결되어, 공기압 측정값을 상기 제어부(200)에 송신한다.
상기 목표열량(T)과 상기 회전속도 측정값(RPM) 및 상기 공기압 측정값은 상기 제어부(200)에 구비된 수신부(210)에 수신된다.
상기 제어부(200)에는, 상기 보일러(100)를 제어하는 매뉴얼이 데이터베이스 형태로 저장된 데이터저장부(220)와, 상기 데이터베이스 및 상기 수신부(210)에 수신된 정보를 바탕으로 미리 설정된 연산을 수행하는 데이터연산부(230)가 더 구비되며, 상기 데이터저장부(220) 및 상기 데이터 연산부(230)를 통해 산출된 제어 명령이 출력되는 출력부(240)가 더 구비된다.
상기 출력부(240)는 상기 송풍기(110)의 가동 및 회전속도를 제어하는 송풍기조절부(300)와 상기 가스밸브(120)의 개폐 및 개도량을 제어하는 가스밸브조절부(400)에 연결되어 제어 명령을 송신하게 된다.
상기 데이터저장부(210)에는, 상기 목표열량(T)을 발생시키기 위한 목표 회전속도 (RPM)와 목표 송풍기 공기압 및 목표 가스밸브 개도량이 제1데이터베이스로 저장될 수 있다.
또한, 상기 데이터저장부(210)에는, 상기 목표열량(T)과, 상기 목표 회전속도 (RPM)와 상기 회전속도 측정값(RPM)의 차인 회전속도차(V) 및, 상기 목표 송풍기 공기압과 상기 공기압 측정값의 차인 공기압차(P)에 따른 연도 막힘 추정값(B)이 제2데이터베이스로 저장될 수 있다.
이때, 상기 회전속도차(V) 및 상기 공기압차(P)는 상기 데이터연산부(220)에서 계산된 후 상기 데이터저장부(210)에 입력될 수 있다.
또한, 상기 데이터저장부(210)에는, 상기 연도 막힘 추정값(B)에 따른 가스밸브 개도량(X)이 제3데이터베이스로 저장될 수 있다.
상기 제1데이터베이스와 상기 제2데이터베이스 및 상기 제3데이터베이스는 상기 보일러(100)의 제작 단계에서 실험을 통해 구성되어 상기 데이터저장부(210)에 저장될 수 있다.
이때, 상기 제1데이터베이스와 상기 제2데이터베이스 및 상기 제3데이터베이스는, 논 리니어(Non-Linear)하게 구성되게 되므로, 상기 데이터연산부(230)에서 상기 제1데이터베이스와 상기 제2데이터베이스 및 상기 제3데이터베이스를 이용하여 저장된 데이터가 없는 경우의 상기 연도 막힘 추정값(B) 및 상기 가스밸브 개도량(X)을 연산하도록 이루어짐으로써 리니어(Linear)한 출력값을 제공할 수 있다.
상기 연도 막힘 추정값(B) 및 상기 가스밸브 개도량(X)은 보간법(interpolation)을 이용하여 연산될 수 있으며, 특히 기설정된 두 개의 데이터베이스를 직선의 방정식으로 나타내는 1차보간법을 이용하여 연산될 수 있다.
도 2를 참조하여 본 발명에 의한 상기 보일러의 연소방법에 대해 설명한다.
단계 S10은, 제1데이터베이스를 적용하여 상기 보일러(100)의 연소가 제어되는 단계이다.
상기 보일러(100)에 가동명령이 입력되고, 상기 목표온도 입력부(160)를 통해 목표온도(T)가 입력되어 제어부(200)에 수신되며, 상기 데이터저장부(210)의 제1데이터베이스에서 상기 목표열량(T)에 따른 목표 회전속도(RPM)와 목표 송풍기 공기압 및 목표 가스밸브 개도량을 산출하여 출력부(240)를 통해 송풍기조절부(300)와 가스밸브조절부(400)에 제어 명령을 송신함으로써 송풍기(110)와 가스밸브(120)를 제어하게 된다.
이에 따라, 상기 송풍기(110)는 상기 목표 회전속도 (RPM)로 회전하도록 제어되고, 상기 가스밸브(120)는 상기 목표 가스밸브 개도량으로 개도되도록 제어된다.
단계 S20은, 회전속도측정부(140)와 상기 공기압측정부(150)에서 회전속도 측정값(RPM)과 공기압 측정값이 측정되는 단계이다.
상기 회전속도측정부(140)와 상기 공기압측정부(150)는, 실시간 또는 일정 시간 간격으로 상기 회전속도 측정값(RPM)과 상기 공기압 측정값을 측정하여 상기 제어부(200)에 송신하도록 이루어질 수 있다.
단계 S30은, 제2데이터베이스를 적용하여 연도 막힘 추정값(B)을 산출하는 단계이다.
데이터연산부(230)는 상기 회전속도 측정값(RPM) 및 상기 공기압 측정값을 상기 목표 회전속도 (RPM) 및 상기 목표 송풍기 공기압과 비교하여 회전속도차(V) 및 공기압차(P)를 연산하며, 상기 데이터저장부(210)의 제2데이터베이스를 적용하여 상기 목표열량(T)에 따라 상기 회전속도차(V) 및 상기 공기압차(P)에 의해 추정되는 연도 막힘 추정값(B)을 산출하게 된다.
상기 연도 막힘 추정값(B)은 연도(140)의 막힘 정도를 퍼센트로 나타낸 것일 수 있다.
제2데이터베이스의 일실시예를 참조하여 본 단계 S30을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 제2데이터베이스는, 상기 목표열량(T)이 상기 보일러로부터 발생 가능한 열량의 최고 한계치인 최대열량의 100%인 경우에 대한 표(도 3 참조)와, 상기 목표열량이 상기 보일러로부터 발생 가능한 열량의 최고 한계치인 최대열량의 80%인 경우에 대한 표(도 4 참조)를 포함하여 이루어지며, 각각의 경우 상기 회전속도차(V,가로축)와 상기 공기압차(P,세로축)에 따른 연도 막힘 추정값(B, 가로값와 세로값의 교차부)을 나타내고 있다.
일례로, 상기 목표열량(T)이 90%이고, 상기 목표 회전속도 (RPM)가 분당 2176회전이며, 상기 목표 공기압이 70hPa이나, 상기 단계 S20에서 측정된 상기 회전속도 측정값(RPM)이 분당 2800회전이고, 상기 공기압 측정값이 86hPa인 경우, 상기 연도 막힘 추정값(B, 가로값과 세로값의 교차부)을 산출하는 방법에 대해 설명하겠다.
우선, 상기 회전속도차(V)와 상기 공기압차(P)가 하기와 같이 산출된다.
회전속도차(V) = 회전속도 측정값(RPM)-목표 회전속도(RPM)
= 2800-2176 = 624
공기압차(P) = 공기압 측정값(P)-목표 공기압
= 86-70 = 16
이후, 도 5 내지 도 7을 참조하여 보간법을 이용하여 상기 연도 막힘 추정값(B)을 산출한다.
도 5은, 도 3의 가로축(V, 회전속도차)의 583과 895 사이에 상기 회전속도차(V) 산출값인 624를 임의로 추가하고, 세로축(P, 공기압차)의 15과 36 사이에 상기 공기압차(P)의 산출값인 16을 임의로 추가한 것으로, 이를 참조하여 상기 목표열량(T)이 100%인 경우 상기 회전속도차(V)가 583이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B1)과, 상기 회전속도차(V)가 624이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B2)과, 상기 회전속도차(V)가 895이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B3)을 보간법을 이용하여 하기와 같이 산출할 수 있다.
B1 = {(16-15)*(90-80)/(36-15)}+80 =80.48
B3 = {(16-15)*(90-80)/(36-15)}+80 =80.48
B2 = {(B3-B1)(624-583)/(895-580)}+B1
= {(80.48-80.48)(624-583)/(895-580)}+ 80.48
= 80.48 ≒80(반올림)
이에 따라, 상기 목표열량(T)이 100%이고 상기 회전속도차(V)가 624이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B2)은 약 80%임을 산출할 수 있다.
도 6은, 도 4의 가로축(V, 회전속도차)의 600과 1120 사이에 상기 회전속도차(V) 산출값인 624를 임의로 추가하고, 세로축(P, 공기압차)의 0과 18 사이에 상기 공기압차(P)의 산출값인 16을 임의로 추가한 것으로, 이를 참조하여 상기 목표열량(T)이 100%인 경우 상기 회전속도차(V)가 600이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B4)과, 상기 회전속도차(V)가 624이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B5)과, 상기 회전속도차(V)가 1120이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B6)을 보간법을 이용하여 하기와 같이 산출할 수 있다.
B4 = {(16-0)*(90-70)/(18-0)}+70 =87.78
B6 = {(16-0)*(90-80)/(18-0)}+80 =88.89
B5 = {(B6-B4)(624-600)/(1120-600)}+B4
= {(88.89-87.78)(624-600)/(1120-600)}+ 87.78
= 87.83 ≒88(반올림)
이에 따라, 상기 목표열량(T)이 80%이고 상기 회전속도차(V)가 624이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B5)은 약 88%임을 산출할 수 있다.
이후, 도 7에 나타난 바와 같이, 상기 목표열량(T)이 100%일 때의 연도 막힘 추정값(B2)과 상기 목표열량(T)이 80%일 때의 연도 막힘 추정값(B5)을 참조하여 보간법을 이용하여 상기 목표열량(T)이 90%이고 상기 회전속도차(V)가 624이고 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B)을 산출한다.
B = {(B2-B5)(90-80)/(100-80)}+B5
= {(80-88)(90-80)/(100-80)}+ 88 = 84
이에 따라, 상기 목표열량(T)이 90%이고 상기 회전속도차(V)가 624이며 상기 공기압차(P)가 16일 때의 연도 막힘 추정값(B)은 84%임을 산출할 수 있다.
단계 S40은, 제3데이터베이스를 적용하여 가스밸브 개도량(X)을 산출하는 단계이다.
데이터연산부(230)는 상기 데이터저장부(210)의 제3데이터베이스를 적용하여 상기 연도 막힘 추정값(B)에 따라 상기 가스밸브 개도량(X)을 산출하게 된다.
제3데이터베이스의 일실시예를 참조하여 본 단계 S30을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 상기 제3데이터베이스는, 상기 연도 막힘 추정값(B)에 따를 상기 가스밸브 개도량(X)에 대한 표로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 도 8의 연도 막힘 정도의 80%와 90% 사이에 상기 연도 막힘 추정값(B)인 84%를 임의로 추가하여(도 9 참조), 상기 연도 막힘 추정값(B)이 84%일 때의 가스밸브 개도량(X)을 보간법을 이용하여 하기와 같이 산출할 수 있다.
X = {(B-80)(9-7)/(100-80)}+7
= {(84-80)(9-7)/(100-80)}+7 = 8
이에 따라, 상기 목표열량(T)이 90%이고 상기 회전속도차(V)가 624이며 상기 공기압차(P)가 16이고 연도 막힘 추정값(B)이 84%인 경우의 상기 가스밸브 개도량(X)은 8로 산출되게 된다.
단계 S50은, 가스밸브조절부(400)에 상기 가스밸브 개도량(X)을 송신하여 가스밸브(120)의 개도를 조절하는 단계이다.
본 발명에 의한 보일러 및 보일러의 연소 제어 방법에 의하면, 연소가스가 배기되는 연도(140)의 막힘 정도를 실시간으로 판단하여 가스공급량을 조절하고 보일러의 연소성을 유지할 수 있다.
또한, 송풍기(110)를 통해 유입되는 공기의 압력 및 송풍기 회전속도의 측정값(RPM)과 목표 공기압 및 목표 회전속도의 차인 회전속도차(V)와 공기압차(P)를 이용하여 연도 막힘 추정값(B)을 산출하고 이에 따라 가스밸브 개도량(X)을 산출함으로써 연소실 내부의 가스비를 유지하고 보일러의 연소성을 유지할 수 있다.
또한, 목표 열량(T)에 따른 회전속도차(V)와 공기압차(P) 및 연도 막힘 추정값(B)과 가스밸브 개도량(X)을 데이터테이블로 구비하여 연도 막힘 상황에 대응하는 적절한 가이드를 제공할 수 있다.
또한, 목표 열량(T)에 따른 회전속도차(V)와 공기압차(P) 및 연도 막힘 추정값(B)과 가스밸브 개도량(X)을 데이터테이블을 기반으로 연산하여 출력하는 연산부를 구비하여 리니어한 출력값을 제공하고 보일러의 연소 상태를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하고, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
100: 보일러 110: 송풍기
120: 가스밸브 140: 회전속도측정부
150: 공기압측정부 160: 목표온도입력부
200: 제어부 210: 수신부
220: 데이터저장부 230: 데이터연산부
240: 출력부 300: 송풍기조절부
400: 가스밸브조절부 T: 목표열량
P: 공기압차 V: 회전속도차

Claims (9)

  1. 회전하여 공기 및 가스를 유입시키는 송풍기와, 가스가 유입되는 가스공급관의 개폐 정도를 조절하는 가스밸브와, 상기 송풍기 및 상기 가스밸브를 제어하는 제어부를 구비한 보일러의 연소 제어방법에 있어서,
    A) 목표 열량에 따른 상기 송풍기의 회전속도 변화와 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기의 압력인 공기압의 변화를 측정하여 연도의 막힘 추정값을 산출하는 단계;
    B) 상기 연도 막힘 추정값에 따라 상기 가스밸브의 개도량을 조절하여 유입되는 가스의 공급량을 제어하는 단계;
    를 포함하는 보일러의 연소 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 A)는,
    a) 보일러의 가동에 의해 제공되는 난방 또는 온수의 목표온도가 입력되고, 상기 목표온도 달성을 위한 목표열량이 설정되는 단계;
    b) 상기 목표열량에 따라 상기 송풍기의 목표 회전속도와 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기의 압력인 목표 공기압 및 목표 가스밸브의 개도량이 산출되어 상기 송풍기 및 상기 가스밸브의 제어에 적용되는 단계;
    c) 상기 송풍기의 회전속도 측정값 및 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기압 측정값이 실시간으로 측정되는 단계;
    d) 상기 목표 회전속도와 상기 회전속도 측정값의 차인 회전속도차와, 상기 목표 공기압과 상기 공기압 측정값의 차인 공기압차가 산출되고, 상기 목표열량과 상기 회전속도차 및 상기 공기압차에 따라 상기 연도의 막힘 추정값이 산출되는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러의 연소 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단계 b)에 있어서, 제어부는 상기 목표열량에 따라 상기 목표 회전속도와 상기 목표 공기압 및 목표 가스밸브 개도량의 데이터가 저장된 제1데이터베이스에 상기 목표열량을 대입하여 상기 목표 회전속도 및 상기 목표 공기압을 산출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 연소 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단계 d)에 있어서, 제어부는 상기 연도 막힘 추정값에 따라 상기 가스밸브의 개도량의 데이터가 저장된 제3데이터베이스에 상기 막힘 추정값을 대입하여 상기 가스밸브의 개도량을 산출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 연소 제어방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 막힘 추정값 및 상기 가스밸브의 개도량은, 미리 설정 또는 산출된 적어도 두 개의 데이터를 직선의 방정식으로 나타내는 보간법을 이용하여 리니어하게 연산하여 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 연소 제어방법.
  6. 가스 및 공기를 유입시키는 송풍기의 회전속도를 측정하는 회전속도측정부;
    상기 송풍기를 통해 유입되는 공기의 압력인 공기압을 측정하는 공기압측정부;
    목표 열량에 따른 상기 송풍기의 회전속도의 변화와 상기 공기압의 변화를 측정하여 연도의 막힘 추정값을 산출하고, 상기 연도 막힘 추정값에 따라 상기 가스밸브의 개도량을 조절하여 유입되는 가스의 공급량을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 보일러.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부에는 데이터가 저장되는 데이터 저장부가 구비되고,
    상기 데이터저장부에는,
    목표열량을 발생시키기 위한 목표 회전속도와 목표 송풍기 공기압 및 목표 가스밸브 개도량으로 구성된 제1데이터베이스;
    상기 목표열량과, 상기 목표 회전속도와 상기 송풍기의 회전속도 측정값의 차인 회전속도차 및, 상기 목표 송풍기 공기압과 상기 송풍기의 회전에 의해 유입되는 공기압 측정값의 차인 공기압차와, 이에 따른 연도 막힘 추정값으로 구성된 제2데이터베이스;
    가 저장되는 것을 특징으로 하는 보일러;
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터저장부에는,
    상기 연도 막힘 추정값과 이에 따른 가스밸브 개도량으로 구성된 제3데이터베이스가 더 저장되는 것을 특징으로 하는 보일러.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부에는,
    미리 설정 또는 산출된 적어도 두 개의 데이터를 직선의 방정식으로 나타내는 보간법을 이용하여 상기 연도 막힘 추정값 및 상기 가스밸브 개도량을 리니어하게 연산하여 출력하도록 이루어진 데이터연산부가 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러의 연소 제어방법.
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