KR20210054823A - 가스 퍼니스 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 공간으로 난방용 공기를 공급하는 경우에 각 공간에 대한 댐퍼의 개폐 여부에 따라 제어되는 가스 퍼니스 및 그 제어 방법이 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스는 연료를 연소시켜 고온의 배기가스를 형성시키는 버너; 상기 버너에 의해 형성된 상기 배기가스가 유동하는 배기유로; 서로 구획된 복수의 공간과 연통되는 회수유로; 상기 회수유로를 통해 공기를 흡입하여 상기 배기유로를 향하여 상기 공기를 토출하도록 설치되는 블로워; 상기 블로워에 의해 토출되어 상기 배기유로의 상기 배기가스와 열교환 된 상기 공기가 복수의 상기 공간으로 안내되는 공급유로; 상기 공급유로로부터 각각의 상기 공간으로 분기되어 설치되는 복수의 댐퍼; 및 각각의 상기 댐퍼 개폐 여부에 따라 변동되는 상기 공급유로의 기외정압을 파악하여 상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

가스 퍼니스 및 그 제어 방법{GAS FURNACE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 가스 퍼니스 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수의 공간으로 난방용 공기를 공급하는 경우에 각 공간에 대한 댐퍼의 개폐 여부에 따라 제어되는 가스 퍼니스 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스 퍼니스(GAS FURNACE)는 겨울(특히, 1월) 평균 기온이 대략 -20℃인 지역에서 실내를 난방하기 위해 사용되는 난방장치의 일종이다. 이러한 가스 퍼니스는 연료를 연소시키기 위한 버너를 구비하고, 상기 버너로 공급되는 연료의 양을 조절하여 화력이 조절될 수 있다. 여기서, 화력의 조절은 난방 강도의 조절을 의미할 수 있다.

한편, 상기와 같은 가스 퍼니스는 하나의 장치를 통해 서로 구획된 복수의 공간에 대한 온도를 조절하도록 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 최근에는 에너지 절약 및 온도 쾌적성을 위하여 구역 제어(zone control)가 적용되고 있다.

구체적으로, 구역 제어는 실내 공간을 여러 개의 구역으로 나누고, 각 구역마다 온도 제어를 별도로 하여, 실내 온도가 원하는 온도에 도달하면 덕트 출구의 댐퍼를 닫아 최적의 온도로 제어되도록 하는 방식이다.

그러나, 이러한 구역 제어의 경우, 일부 공간에 대한 댐퍼가 닫힌 상태에서도 여전히 정풍량 방식으로 작동됨에 따라, 개방된 댐퍼에서는 필요 이상의 풍량이 배출될 수 있다. 그 결과, 해당 공간에서는 소음이 발생하고 과다한 열량이 공급되어 쾌적성을 해칠 우려가 있다.

따라서, 구역 제어를 사용하는 경우와 같이 가스 퍼니스의 덕트 부하가 변경되는 경우, 이를 적절히 반영하여 가스 퍼니스의 작동이 조절되도록 하는 것이 에너지 절약 및 온도 쾌적성과 밀접하게 관련되어 있으며, 이와 관련된 기술이 활발히 개발 중에 있다.

상기와 같은 가스 퍼니스와 관련하여, 한국공개특허 10-2017-0074521호(이하, '선행문헌'이라고 함)는 실내 난방용 가스로 및 그 제어방법을 개시하고 있다.

구체적으로, 연료를 연소시켜서 고온의 배기가스를 형성시키는 버너, 상기 배기가스가 유동하는 배기 유로; 흡입 유로를 통해 실내 공기를 흡입하도록 형성된 블로워, 상기 블로워에 의해 토출된 실내 공기가 상기 배기 유로와 열교환된 후 다시 실내로 안내되는 공급유로, 상기 버너로 설정된 화력에 기초한 양의 연료를 공급하도록 개도가 조절될 수 있는 밸브 및 실내에 설치되는 서모스탯으로부터의 신호에 기초하여 상기 밸브의 개도를 제어하도록 형성된 제어부 등이 선행문헌에 개시되어 있다.

그러나, 선행문헌의 실내 난방용 가스로는 서로 구획된 복수의 공간으로 난방용 공기를 제공하는 구성은 개시하고 있으나, 이를 위하여 구역 제어를 수행하는 구성에 대하여는 명시적으로 개시하고 있지 않다.

특히, 선행문헌에서는 실내 난방용 가스로의 덕트 부하가 변경되었을 때, 에너지 절약 및 온도 쾌적성을 위하여 버너 또는 블로워를 조절하는 구성에 대하여는 전혀 고려하고 있지 않다.

이상과 같이, 가스 퍼니스는 덕트 부하가 변경되는 경우에 이를 적절히 반영하여 가스 퍼니스의 작동이 조절되도록 하기 위한 과제를 안고 있으나, 종래의 가스 퍼니스는 이러한 과제를 적절히 해결할 수 없다는 한계가 있다.

본 발명은 종래의 가스 퍼니스가 가지고 있는 상기의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명은 서로 구획된 복수의 공간으로 난방용 공기를 제공하는 과정에서 각 공간에 대한 댐퍼의 개폐 여부에 따라 그 작동이 적절히 조절될 수 있는 가스 퍼니스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 서로 구획된 복수의 공간으로 난방용 공기를 제공하는 과정에서 각 공간에 대한 댐퍼의 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로의 부하 변동을 용이하게 파악할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 각 공간에 대한 댐퍼의 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로의 부하 변동을 정량적으로 보다 정확하게 파악할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 각각의 댐퍼 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로의 부하 변동에 따라 주요 구성이 제어되도록 구성된다. 구체적으로는 제어부에서 각각의 댐퍼 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로의 기외정압을 파악하여 버너와 블로워 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 각각의 댐퍼 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로의 기외정압을 간접적으로 파악하도록 구성된다. 구체적으로는 정풍량 방식으로 공기를 토출하는 블로워의 부하량을 통해 공급유로의 기외정압을 파악하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 블로워의 부하량를 정량적인 값으로 측정하도록 구성된다. 구체적으로는 블로워에 대한 입력전류값을 측정하여 블로워의 부하량을 측정하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 블로워의 부하량을 사전에 설정된 설정부하량과 비교하여 버너의 화력을 조절할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 블로워의 부하량이 설정부하량보다 큰 경우에 버너의 화력을 낮출 수 있다.

반면, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 블로워의 부하량이 설정부하량보다 작은 경우에 버너의 화력을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 조절된 버너의 화력에 따라 블로워의 풍량을 조절할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 낮추어진 버너의 화력에 따라 블로워의 풍량을 감소시킬 수 있다.

반면, 본 발명의 일 측면에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법은 높여진 버너의 화력에 따라 블로워의 풍량을 증가시킬 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들의 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 가스 퍼니스 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제어부에서 각각의 댐퍼 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로의 기외정압을 파악하여 버너와 블로워 중 적어도 하나를 제어하므로, 공급유로의 부하 변동 시에도 에너지를 절약하고 쾌적한 온도를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정풍량 방식으로 공기를 토출하는 블로워의 부하량을 통해 공급유로의 기외정압을 파악하므로, 별도의 압력 측정용 센서 없이도 공급유로의 부하 변동을 용이하게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 블로워에 대한 입력전류값을 측정하여 블로워의 부하량을 측정하므로, 상시 측정이 가능한 입력전류값을 통해 공급유로의 부하 변동을 정량적으로 보다 정확하게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 블로워의 부하량을 사전에 설정된 설정부하량과 비교하여 버너의 화력을 조절하므로, 버너의 화력 조절이 필요한 경우에 해당하는지 여부를 적절하게 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 블로워의 부하량이 설정부하량보다 큰 경우에 버너의 화력을 낮추므로, 개방된 댐퍼의 수가 상대적으로 적어져 소요 열량이 감소된 경우에 적절하게 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 블로워의 부하량이 설정부하량보다 작은 경우에 버너의 화력을 높이므로, 개방된 댐퍼의 수가 상대적으로 많아져 소요 열량이 증가된 경우에 적절하게 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 조절된 버너의 화력에 따라 블로워의 풍량을 조절하므로, 블로워의 부하량이 적절하게 유지되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 낮추어진 버너의 화력에 따라 블로워의 풍량을 감소시키므로, 개방된 댐퍼의 수가 상대적으로 적어짐에 따라 높아진 블로워의 부하량을 적절하게 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 높여진 버너의 화력에 따라 블로워의 풍량을 증가시키므로, 개방된 댐퍼의 수가 상대적으로 많아짐에 따라 낮아진 블로워의 부하량을 적절하게 높일 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스가 대상 공간에 적용된 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스에서 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스가 구역 제어 방식으로 작동되는 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에서 각각의 댐퍼의 개폐 여부에 따른 공급유로의 기외정압을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법을 통해 조절되는 블로워의 부하량을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스가 대상 공간에 적용된 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)는 연료의 연소에 의해 발생되는 고온의 배기가스와 공기의 열교환을 통하여 실내로 가열된 공기를 공급하도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연료는 가스 연료 또는 액체 연료가 될 수 있다.

예를 들어, 가스 퍼니스(10)는 가열된 공기를 공급유로(30)를 통해 하나 이상의 실내 공간(20)으로 공급하도록 형성될 수 있다. 공급유로(30)는 공급덕트로 나타낼 수도 있다.

이 경우, 실내 공간(20)이 복수개인 경우 공급유로(30) 역시 복수개로 분지되어 각각의 실내 공간(20)으로 가열된 공기가 공급될 수 있다.

또한, 실내 공간(20) 내의 공기는 실내 공간(20)에 연통되는 회수유로(40)를 통해 다시 가스 퍼니스(10)로 회수될 수 있다.

실내 공간(20) 내에서, 공급유로(30)와 회수유로(40)는 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 공급유로(30)는 실내 공간(20)의 측벽에 배치되고 회수유로(40)는 실내 공간(20)의 천장에 배치될 수 있다.

이와 달리, 공급유로(30)는 실내 공간(20)의 천장에 배치되고 회수유로(40)는 실내 공간(20)의 측벽에 배치될 수 있다. 물론, 공급유로(30)가 실내 공간(20)의 일 측벽에 배치되고, 회수유로(40)가 실내 공간(20)의 다른 측벽에 배치되는 것도 가능하다.

또한, 실내 공간(20)에는 적어도 하나의 서모스탯(thermostat, 50)이 설치될 수 있다. 서모스탯(50)은 온도 조절기로 나타낼 수도 있다. 또한, 서모스탯(50) 내에는 온도센서가 구비될 수 있다. 따라서, 서모스탯(50)으로부터의 신호에 기초하여 가스 퍼니스(10)가 구동될 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)의 구조에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 가스 퍼니스(10)는 연료를 연소시키도록 형성된 버너(110), 배기가스가 유동하는 배기유로(120), 회수유로(40)를 통해 실내 공기를 흡입하는 블로워(130), 배기유로(120)와 열교환된 실내 공기가 실내로 안내되는 공급유로(30) 및 버너(110)로 연료를 공급하도록 형성된 연료 공급부(140)를 포함할 수 있다.

버너(110)는 연료를 연소시키기 위한 스파크 플러그와 같은 점화장치를 구비할 수 있다. 또한, 버너(110)는 공급되는 연료를 연소시켜서 고온의 배기가스를 형성시킬 수 있다.

버너(110)의 일측에는 버너(110)를 향하여 외부 공기를 공급하기 위한 공기 유로(111)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 공기 유로(111)는 외관을 형성하는 캐비닛(101)의 일측에서 버너(110)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 버너(110)로 공급되는 연료 및 공기 유로(111)를 통해 공급되는 공기는 버너(110)에서의 화염 발생을 위한 요소가 될 수 있다.

배기유로(120)는 버너(110)에서 연료의 연소를 통해 발생된 고온의 배기가스가 유동하도록 형성될 수 있다. 또한, 배기유로(120)는 이하 설명될 실내로 공급될 공기와의 열교환을 위해, 열전달율이 높은 소재로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 배기유로(120)는 제1열교환부(121) 및 제2열교환부(122)를 구비할 수 있다.

제1열교환부(121)는 버너(110)의 토출 단부에 연결될 수 있으며, 복수개의 굴곡부를 구비하는 열교환 튜브의 형태로 형성될 수 있다. 제1열교환부(121) 내로는 버너(110)의 구동에 의해 발생되는 고온의 배기가스가 유동할 수 있다.

제2열교환부(122)는 제1열교환부(121)의 후단에 구비될 수 있다. 제2열교환부(122)는 제1열교환부(121)로부터 안내된 배기가스를 복수개의 미세유로(1223)로 분지시키도록 형성될 수 있다. 이는, 제2열교환부(122)의 표면적을 증가시켜서 열교환 효율을 높이기 위함이다.

예를 들어, 제2열교환부(122)는 제1열교환부(121)로부터 안내되는 배기가스가 유입되는 하나의 유입부(1221) 및 유입부(1221)로부터 분지되는 복수 개의 미세유로(1223) 및 미세유로(1223)를 통해 안내된 배기가스가 합류되는 토출부(1222)를 구비할 수 있다.

제1열교환부(121)는 제2열교환부(122)에 비해 상부에 배치될 수 있다. 또한, 제2열교환부(122)의 하측에 후술할 블로워(130)가 배치될 수 있다.

따라서, 블로워(130)로부터 토출되는 공기는 제2열교환부(122)에서 상대적으로 저온의 배기가스와 1차로 열교환된 후, 제1열교환부(121)에서 상대적으로 고온의 배기가스와 2차로 열교환될 수 있다.

이때, 제2열교환부(122)에서 배기가스의 온도 저하로 배기가스에 포함되는 수증기 성분이 응축될 수 있다. 따라서, 배기가스로부터 응축된 응축수를 외부로 배출하기 위하여, 제2열교환부(122)의 토출단부에는 응축수 유로(125)가 연결될 수 있다.

또한, 제2열교환부(122)의 후단에는 배기파이프(123)가 구비될 수 있고, 배기파이프(123)에는 전술한 공기 유로(111)를 통해 외부 공기를 흡입하기 위한 팬(124)이 구비될 수 있다.

블로워(130)는 회수유로(40)를 통해 실내의 공기를 흡입하도록 형성될 수 있다. 즉, 실내의 공기는 회수유로(40)를 통해 캐비닛(101) 내의 블로워(130)로 흡입될 수 있다.

또한, 블로워(130)는 흡입된 공기를 토출하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 블로워(130)에 의해 캐비닛(101)의 측면으로 흡입된 공기는 블로워(130)에 의해 캐비닛(101)의 상방으로 토출될 수 있다.

이때, 블로워(130)에 의해 토출된 공기는 배기유로(120)와 열교환된 후 공급유로(30)를 통해 실내로 안내될 수 있다. 즉, 블로워(130)의 구동에 의해서, 실내 공간(20)의 공기는 배기유로(120)를 통해 캐비닛(101)의 내측으로 흡입되어 배기유로(120)와 열교환된 후에 다시 공급유로(30)를 통해 실내 공간(20)으로 공급될 수 있다.

연료 공급부(140)는 버너(110)로 연료를 공급하기 위한 연료 공급라인(1410)과 연료 토출라인(1420) 및 연료 공급라인(1410)과 연료 토출라인(1420) 사이에 마련되는 밸브(1430)를 구비할 수 있다.

연료 공급라인(1410)은 외부의 연료 공급원으로부터 밸브(1430)를 향해 연료를 안내하도록 형성될 수 있다. 연료 토출라인(1420)은 버너(110)를 향하여 연료를 안내하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 밸브(1430)는 연료 공급라인(1410)과 연료 토출라인(1420) 사이의 개도를 조절하도록 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스에서 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스가 구역 제어 방식으로 작동되는 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 5는 도 4에서 각각의 댐퍼의 개폐 여부에 따른 공급유로의 기외정압을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가스 퍼니스(10)는 실내에 설치되는 서모스탯(50)으로부터의 신호를 전달받도록 형성된 제어부(200)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(200)는 별도의 서모스탯 없이 사용자의 작동 신호 입력 등에 의해 제어될 수도 있음은 당연하다.

이러한 제어부(200)는 전술한 버너(110), 팬(124) 및 블로워(130)의 구동을 제어할 수 있다. 특히, 제어부(200)는 각각의 댐퍼(300) 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로(30)의 기외정압을 파악하여 버너(110)와 블로워(130) 중 적어도 하나를 제어한다.

이러한 제어부(200)의 구성에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 댐퍼(300)는 각각의 공간(20)으로 분기되어 설치된다. 이러한 댐퍼(300)는 각각 해당 공간(20)으로의 난방용 공기 투입구를 개폐할 수 있다.

즉, 각각의 댐퍼(300)는 해당 공간(20) 상에서 개폐 가능하도록 설치되어, 댐퍼(300)가 개방된 공간(20)으로는 공급유로(30)로부터 난방용 공기가 투입되고, 댐퍼(300)가 폐쇄된 공간(20)으로는 난방용 공기가 투입되지 않을 수 있다.

상기와 같은 과정에서, 일부 공간(20)에 대한 댐퍼(300)가 닫히면 공급유로(30)의 기외정압이 증가하고, 이에 따라 정풍량 방식으로 작동되는 블로워(130)는 일정한 풍량을 유지하기 위해 분당회전수(RPM)가 증가될 수 있다. 이 경우, 정풍량 방식이란 가스 퍼니스(10)가 설치되는 환경에 관계없이 블로워(130)의 풍량을 항상 일정하게 공급하도록 하는 방식을 일컫는다.

이로 인해, 개방된 댐퍼(300)에서는 필요 이상의 풍량이 배출되게 되고, 해당 공간(20)에서는 소음이 발생하고 과다한 열량이 공급되어 쾌적성을 해칠 우려가 있다.

따라서, 공급유로(30)의 기외정압이 증가되는 경우는, 일부 공간(20)에 대한 댐퍼(300)가 닫힌 것으로 추정되므로, 불필요한 열량 및 풍량 공급이 이루어지지 않도록 버너(110)와 블로워(130) 중 적어도 하나를 제어할 필요가 있다.

구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 댐퍼(300)가 모두 열린 경우 100%의 화력 및 풍량으로 운전하면 기외정압이 약 0.2inAq.가 되고, 댐퍼(300)를 하나씩 닫아감에 따라서 기외정압이 상승하게 된다.

이 경우, 측정되는 값이 항상 동일한 값은 아니지만 일정한 오차 범위 내에서 값이 형성되므로, 댐퍼(300)의 개폐 여부를 감지하기에는 충분히 큰 기외정압 차이를 확인할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)는, 제어부(200)에서 각각의 댐퍼(300) 개폐 여부에 따라 변동되는 공급유로(30)의 기외정압을 파악하여 버너(110)와 블로워(130) 중 적어도 하나를 제어하므로, 공급유로(30)의 부하 변동 시에도 에너지를 절약하고 쾌적한 온도를 유지할 수 있다.

본 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)에서, 블로워(130)는 정풍량 방식으로 공기를 토출하고, 제어부(200)는 블로워(130)의 부하량에 따라 기외정압을 간접적으로 파악할 수 있다.

상술한 바와 같이, 공급유로(30)의 기외정압이 증가하는 경우, 정풍량 방식으로 작동되는 블로워(130)는 일정한 풍량을 유지하기 위해 부하량이 증가하게 된다.

반대로, 공급유로(30)의 기외정압이 감소하는 경우, 역시 정풍량 방식으로 작동되는 블로워(130)는 부하량이 감소되더라도 일정한 풍량이 유지될 수 있다. 따라서, 블로워(130)의 부하량을 측정한다면, 이를 통해 공급유로(30)의 기외정압을 간접적으로 파악할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)는, 정풍량 방식으로 공기를 토출하는 블로워(130)의 부하량을 통해 공급유로(30)의 기외정압을 파악하므로, 별도의 압력 측정용 센서 없이도 공급유로(30)의 부하 변동을 용이하게 파악할 수 있다.

본 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)에서, 제어부(200)는 블로워(130)에 대한 입력전류값을 측정하여 블로워(130)의 부하량을 측정할 수 있다. 즉, 블로워(130)를 구동시키는 전기에너지의 크기를 통해 블로워(130)의 부하량을 측정할 수 있다.

이러한 블로워(130)에 대한 입력전류값은 블로워(130)에서 상시 측정이 가능하며, 구체적인 수치를 통해 정량적인 값을 확인할 수 있다. 또한, 입력전류값의 크기에 따른 신호의 세기를 달리하여 제어부(200)에서 그 크기를 정확하게 파악하는 것이 가능할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 가스 퍼니스(10)는, 블로워(130)에 대한 입력전류값을 측정하여 블로워(130)의 부하량을 측정하므로, 상시 측정이 가능한 입력전류값을 통해 공급유로(30)의 부하 변동을 정량적으로 보다 정확하게 파악할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법을 통해 조절되는 블로워의 부하량을 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법을 설명하면 아래와 같다. 이 경우, 본 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법은 상술한 가스 퍼니스(10)의 주요 구성을 포함하여 이루어질 수 있으므로, 도 1 내지 도 5를 함께 참조하여 설명하도록 한다.

우선, 복수의 댐퍼(300)가 모두 개방된 상태에서 버너(110)와 블로워(130)를 작동시켜 블로워(130)에 대한 설정부하량을 사전 결정한다(S100). 즉, 모든 댐퍼(300)가 열린 상태에서 100%의 화력과 풍량으로 운전하고, 그때의 블로워(130) 부하량을 기준량으로 결정하는 표준 부하 결정 운전을 수행한다.

다음으로, 가스 퍼니스(10)가 작동된다(S200). 즉, 가스 퍼니스(10) 본연의 기능에 해당하는 난방을 통해 각 공간(20)으로 공기를 공급하는 운전이 수행된다.

이 경우, S200 단계는 최소한으로 설정된 소정의 시간 동안 수행될 수 있다. 가스 퍼니스(10)의 작동이 시작된 후 정상적인 화력과 풍량 상태가 되기까지는 소정의 시간이 요구될 수 있기 때문이다.

다음으로, 설정된 시간 간격으로 블로워(130)의 부하량을 측정한다(S300). 예를 들어, 1분 간격으로 블로워(130)의 부하량을 측정할 수 있다. 이와 같이, 주기적이고 반복적으로 블로워(130)의 부하량을 측정하는 것은, 가스 퍼니스(10)의 작동 중 어느 시점에 각 댐퍼(300)의 개폐 여부가 변동될 지 모르기 때문이다.

따라서, 비교적 짧은 시간 간격으로 주기적이고 반복적으로 블로워(130)의 부하량을 측정하여 가스 퍼니스(10)가 항상 가장 적절한 상태를 유지하도록 할 필요가 있다.

다음으로, 측정된 블로워(130)의 부하량을 사전 결정된 설정부하량과 비교한다(S400). 이러한 S400 단계에서 블로워(130)의 부하량이 설정부하량보다 큰 경우는, 도 7에 도시된 바와 같이 S100 단계보다 적은 개수의 댐퍼(300)만이 개방되어 공급유로(30)의 기외정압이 증가한 상태로 볼 수 있다.

반면, S400 단계에서 블로워(130)의 부하량이 설정부하량보다 작은 경우는, 도 7에 도시된 바와 같이 S100 단계보다 많은 개수의 댐퍼(300)가 개방되어 공급유로(30)의 기외정압이 감소한 상태로 볼 수 있다.

다음으로, 블로워(130)의 부하량에 대한 비교 결과에 따라 버너(110)와 블로워(130) 중 적어도 하나를 제어한다(S510, S511, S513, S520, S521, S523).

즉, 블로워(130)의 부하량을 사전에 설정된 설정부하량과 비교하여 버너(110)의 화력을 조절하므로, 버너(110)의 화력 조절이 필요한 경우에 해당하는지 여부를 적절하게 판단할 수 있다. 또한, 조절된 버너(110)의 화력에 따라 블로워(130)의 풍량을 조절하므로, 블로워(130)의 부하량이 적절하게 유지되도록 할 수 있다.

구체적으로, 블로워(130)의 부하량이 설정부하량보다 큰 경우(S510)에 버너(110)의 화력을 낮출 수 있다(S511). 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 적은 개수의 댐퍼(300)만이 개방되어 블로워(130) 부하량이 큰 경우에는 불필요한 열량 공급을 방지하기 위하여 버너(110)의 화력을 낮출 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법은, 블로워(130)의 부하량이 설정부하량보다 큰 경우에 버너(110)의 화력을 낮추므로, 개방된 댐퍼(300)의 수가 상대적으로 적어져 소요 열량이 감소된 경우에 적절하게 대응할 수 있다.

그리고, 낮추어진 버너(110)의 화력에 따라 블로워(130)의 풍량을 감소시킬 수 있다(S513). 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 적은 개수의 댐퍼(300)만이 개방되어 버너(110)의 화력을 낮춘 만큼 블로워(130)의 풍량을 감소시켜 블로워(130)의 부하를 낮출 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법은, 낮추어진 버너(110)의 화력에 따라 블로워(130)의 풍량을 감소시키므로, 개방된 댐퍼(300)의 수가 상대적으로 적어짐에 따라 높아진 블로워(130)의 부하량을 적절하게 낮출 수 있다.

한편, 블로워(130)의 부하량이 설정부하량보다 작은 경우(S520)에 버너(110)의 화력을 높일 수 있다(S521). 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 많은 개수의 댐퍼(300)가 개방되어 블로워(130) 부하량이 작은 경우에는 추가적인 열량 공급을 위하여 버너(110)의 화력을 높일 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법은, 블로워(130)의 부하량이 설정부하량보다 작은 경우에 버너(110)의 화력을 높이므로, 개방된 댐퍼(300)의 수가 상대적으로 많아져 소요 열량이 증가된 경우에 적절하게 대응할 수 있다.

그리고, 높여진 버너(110)의 화력에 따라 블로워(130)의 풍량을 증가시킬 수 있다(S523). 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 많은 개수의 댐퍼(300)가 개방되어 버너(110)의 화력을 높인 만큼 블로워(130)의 풍량을 증가시켜 블로워(130)의 부하를 높일 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법은, 높여진 버너(110)의 화력에 따라 블로워(130)의 풍량을 증가시키므로, 개방된 댐퍼(300)의 수가 상대적으로 많아짐에 따라 낮아진 블로워(130)의 부하량을 적절하게 높일 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10: 가스 퍼니스 20: 공간
30: 공급유로 40: 회수유로
50: 서모스탯 110: 버너
120: 배기유로 130: 블로워
140: 연료 공급부 200: 제어부
300: 댐퍼

Claims (10)

1. 연료를 연소시켜 고온의 배기가스를 형성시키는 버너;
   상기 버너에 의해 형성된 상기 배기가스가 유동하는 배기유로;
   서로 구획된 복수의 공간과 연통되는 회수유로;
   상기 회수유로를 통해 공기를 흡입하여 상기 배기유로를 향하여 상기 공기를 토출하도록 설치되는 블로워;
   상기 블로워에 의해 토출되어 상기 배기유로의 상기 배기가스와 열교환 된 상기 공기가 복수의 상기 공간으로 안내되는 공급유로;
   상기 공급유로로부터 각각의 상기 공간으로 분기되어 설치되는 복수의 댐퍼; 및
   각각의 상기 댐퍼 개폐 여부에 따라 변동되는 상기 공급유로의 기외정압을 파악하여 상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;
   를 포함하는 가스 퍼니스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 블로워는 정풍량 방식으로 상기 공기를 토출하고,
   상기 제어부는 상기 블로워의 부하량에 따라 상기 기외정압을 간접적으로 파악하는, 가스 퍼니스.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 블로워에 대한 입력전류값을 측정하여 상기 블로워의 부하량을 측정하는, 가스 퍼니스.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 블로워의 부하량을 설정부하량과 비교하여 상기 버너의 화력을 조절하는, 가스 퍼니스.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 조절된 상기 버너의 화력에 따라 상기 블로워의 풍량을 조절하는, 가스 퍼니스.
6. 제1항에 따른 가스 퍼니스의 제어 방법에 있어서,
   복수의 상기 댐퍼가 모두 개방된 상태에서 상기 버너와 상기 블로워를 작동시켜 상기 블로워에 대한 설정부하량을 사전 결정하는 단계;
   상기 가스 퍼니스가 작동되는 단계;
   설정된 시간 간격으로 상기 블로워의 부하량을 측정하는 단계;
   측정된 상기 블로워의 부하량을 사전 결정된 상기 설정부하량과 비교하는 단계; 및
   상기 블로워의 부하량에 대한 비교 결과에 따라 상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 단계;
   를 포함하는 가스 퍼니스의 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
   상기 블로워의 부하량이 상기 설정부하량보다 큰 경우에 상기 버너의 화력을 낮추는 단계를 포함하는, 가스 퍼니스의 제어 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
   낮추어진 상기 버너의 화력에 따라 상기 블로워의 풍량을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 가스 퍼니스의 제어 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
   상기 블로워의 부하량이 상기 설정부하량보다 작은 경우에 상기 버너의 화력을 높이는 단계를 포함하는, 가스 퍼니스의 제어 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 버너와 상기 블로워 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
    높여진 상기 버너의 화력에 따라 상기 블로워의 풍량을 증가시키는 단계를 더 포함하는, 가스 퍼니스의 제어 방법.

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