KR930002892B1 - 보일러의 운전 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

보일러의 운전 제어장치

제 1 도는 기존 보일러 콘트롤 시스템을 보인 장치도.

제 2 도는 본 발명의 룸스위치 회로도.

제 3 도는 본 발명의 전원부 및 저수위 감지부 회로도.

제 4 도는 본 발명의 콘트롤장치를 구성하는 신호수신부 회로도.

제 5 도는 본 발명의 콘트롤장치를 구성하는 주제어부 및 구동부회로도.

제 6 도는 본 발명의 콘트롤장치를 구성하는 온도제어부 및 표시부회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

IC₁: 정전압회로 K₁-K₄: 기능 선택 스위치

IC₂: 래치회로 LED : 발광다이오드

IC₃: 변환회로 TR₁-TR₆: 트랜지스터

IC₄: 비교검출회로 TH : 써미스터

VR₁: 온도설정용 볼륨 T₁: 트랜스포머

IC₅, IC₆: 정전압회로 S₁: 감지센서

S₂: 온도센서 IC₇: 비교회로

BD₁: 브리지 정류기 IC₈: 시프트 회로

RL₁-RL₃: 릴레이 D₁: 다이오드

IC₁₁: 발진회로 IC₉: 가변정전압회로

R₁-R₅: 저항 C₁: 콘덴서

IC₁₀: 증폭회로 IC₁₂: 기능선택회로

IC₁₃: A/D컨버터 SEG : 디스플레이장치

LD₁-LD₃: 발광다이오드 IC₁₄: 비교회로

본 발명은 취침 온도제어기능과 외출 온도 제어기능 및 급탕온도 제어기능이 효율적으로 자동 실시되도록 한 보일러의 운전 제어장치에 관한 것으로, 본원 출원인의 선출원 특허 제87-10412호의 개량에 대한 것이다.

일반적으로 보일러를 사용하여 주택난방을 실시함에 있어서의 종래 방식은 제 1 도에서와 같이 룸스위치(RSW) 구조가 바이메탈을 이용한 온-오프 제어방식으로 설정온도에 따라 방안 온도가 낮으면 룸스위치의 바이메탈(B₁)이 '온'되어 전원(AC)이 보일러의 콘트롤 장치(CPU ; 통상의 제어시스템임)에 인가되어 보일러를 구동시키며, 방안온도가 올라가면 룸스위치의 바이메탈(B₁)이 '오프'되어 전원이 차단되면서 보일러의 작동이 멈추어지도록 한 단순기능 제어방식으로 되어 있었다.

즉, 실내온도 조절용 룸스위치를 온-오프방식으로 채택하였기 때문에 취침시나 외출시에 실내의 온도를 필요한 적정온도로 유지시킬 수가 없는 결점이 있었으며, 보일러의 물 온도 또한 보일러 온도조절기에 의해서 설정되는 일정한 온도로 제어되면서, 보일러에 물이 없으면 운전이 정지되고, 보일러가 이상온도로 과열될시에는 그 작동을 정지시키는 방식을 적용시키고 있으나, 이는 실내의 공기 온도만을 기준으로한 제어방식으로써 우리나라에서와 같이 온돌난방을 실시하는 곳에서는 이를 그대로 적용시킬 수가 없는 것이다.

이와 같은 방식을 온돌난방에 적용시키게 된다면, 취침시에 온돌바닥에 깔아놓은 이부자리등에 의하여 열의 발산이 차단되므로 실내 공기 온도는 계속 떨어지게 되고, 보일러는 계속 가동하게 되므로 연료의 낭비는 물론, 잠자리의 방바닥 온도가 너무 높아 안락한 잠자리를 영위할 수가 없게 될것이다.

또한, 이와 같은 방식은 장시간 외출시에는 보일러의 가동을 중지시켜야 하므로 귀가후 보일러를 재가동 시키는데 많은 시간이 걸리고 자칫 잘못하면 보일러의 동파 피해를 입을 수 있는 등 실사용상의 문제점이 제기되고 있는 실정인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 보일러의 온도제어 시스템이 갖는 제결함을 감안하여 취침온도 제어기능과 외출 최적온도 제어기능과 급탕 제어기능이 국내의 온돌 난방 시스템에 알맞도록 안출한 것으로, 이를 첨부 회로 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 장치는 실내에 설치되는 룸스위치(실내온도조절기)와 보일러에 설치되는 콘트롤장치로 구성되는데, 상기 룸스위치의 일정위치에 설치되는 각 기능 선택스위치(K₁)(K₂) (K₃) (K₄)에 의하여 실내, 취침, 외출, 급탕 용도에 알맞는 기능이 선택되며 이 기능 선택스위치(K₁-K₄)와 연결된 래치회로(IC₂)에 의하여 선택된 신호가 래치됨과 동시에 선택된 기능을 알리는 발광다이오드(LED)가 점등되고, 동시에 변환회로(인코더 ; IC₃)에 신호가 공급되어 그 출력신호가 트랜지스터(TR₁)의 베이스에 인가되므로써 트랜지스터(TR₁)가 '턴온'되어 그의 에미터단으로 증폭된 신호가 출력된다.

즉, 기능선택스위치(K₁-K₄)를 조작하면 정전압회로(IC₁)의 출력전압만큼 증폭 (8V)된 신호가-단을 통해 콘트롤장치를 구성하는 제 4 도의 신호수신부회로-단에 입력된다.

한편, 써미스터(TH)에서 감지한 실내의 현재 온도에 해당되는 전압레벨과 온도설정용 볼륨(VR₁)의 설정온도에 해당되는 전압레벨이 비교검출회로(IC₄)에서 비교되고, 보일러의 가동여부를 확인하여 상기 변환회로(IC₃)에 신호를 공급한다.

이때, 각 기능별 설정온도 보다 실내온도가 높으면 '로우'신호가 출력되어 변환회로(IC₃)의 출력을 중지시켜 보일러의 가동을 정지시키게 되는 것이며, 낮으면 '하이'신호가 출력되어 변환회로(IC₃)에서 가동지시 신호를 내보내어 보일러가 가동되어 실내의 온도를 높여주거나, 급탕온도를 높여주게 되는 것이다. 여기서 VR₂는 온도세팅 가변저항이다.

제 3 도는 전원부 및 저수위 감지부 회로를 나타낸 것으로, 트랜스포머(T₁)에 전원이 입력되면, 일측 출력부(O₁)로는 회로공급용 전원이 출력되고, 이 전압은 정전압회로(IC₅)에서 일정 전압으로 유지되어 본 장치의 릴레이(RL₁-RL₃) 및 제 4 도의 신호수신부를 통하여 룸스위치 회로에 전원(20V)을 공급하게 되며, 또한 정전압 회로(IC₆)를 거쳐 각 IC소자 및 회로에 필요 전원을 공급하게 된다.

타측의 저수위 출력부(O₂)로는 약 10V정도의 교류전압이 나오게 되며, 이때 저수위 감지센서(S₁)에 물이 감지되지 않을 경우에는 회로(저수위 감지회로)는 이 감지센서(S₁)에 의해서 단선되므로 비교회로(IC₇)에서는 콘트롤장치에 운전정지신호를 보내어 보일러의 가동을 정지시키는 것이다.

그러나, 감지센서(S₁)의 양단이 물에 접속될때에는 물의 저항이(수십 KΩ)양단간에 걸리므로 전류가 흐르게 되어 이 교류신호는 브리지정류기(BD₁)를 지나면서 전파 정류되어 비교회로(IC₇)에 입력된다. 이때 비교회로(IC₇)의 기준 전압보다 ＋단으로 입력된 전압이 높게 걸리게 되므로 그의 출력을 "로우"에서 "하이"로 반전시켜 보일러 콘트롤장치에 보일러 가동신호를 출력하게 되는 것이다.

이와 같이 본 장치에서는 저수위 감지센서(S₁)를 이용하여 보일러 내의 물의 유무를 확인하여 보일러 가동중지 신호를 콘트롤 장치에 송출함으로써 물이 없을 경우에는 보일러의 가동을 정지시키게 된다.

제 5 도는 본 발명의 콘트롤장치를 구성하는 주제어부 및 구동부 동작회로도를 나타낸 것으로써, 제 6 도의 온도제어부를 구성하는 비교회로(IC₁₄)에서 출력된 신호가주제어장치를 구성하는 제 5 도의 시프트회로(IC₈)에 입력되면 상기 시프트 회로(IC₈)의 출력단자(Q₁, Q₂, Q₃)를 통하여 신호가 순차적으로 출력되는데, 이 신호는 각 발광다이오드(LD₁-LD₃)를 점등시키고, 트랜지스터(TR₂) (TR₃) (TR₄)를 '턴온'시켜 제 3 도의 전원부로부터 공급되는 전압을 각 릴레이(RL₁-RL₃)에 인가시켜 주게 되므로 릴레이(RL₁) (RL₂) (RL₃)가 동작하여 각 릴레이와 연결되는 장치, 즉, 팬, 점화장치(일시동작함), 오일펌프를 순차적으로 동작시켜 보일러의 정상가동이 이루어지게 되는 것이다.

이때, 출력단자(Q₃)를 통해 출력된 신호가 다이오드(D₁)를 거쳐 발진회로(IC₁₁)의 입력단에 인가되므로 그의 입력에는 "하이"신호가 공급되어 발진이 정지되고 출력단자(Q₃)의 단자를 통한 출력이 계속 유지되게 된다.

그러나, 실내의 온도가 올라가 주제어부의 시프트 회로(IC₈)로 보일러 정지신호가 들어오면 즉시 리세트시켜 단자(Q₁-Q₃)의 출력은 '로우'상태가 되므로 릴레이(RL₁-RL₃)의 구동이 정지되므로 보일러의 각 장치 또한 정지되게 되는 것이다.

제 4 도는 본 장치에 있어서의 룸스위치회로 전원공급 및 신호수신부회로를 나타낸 것으로, 제 3 도의 전원부에서 전압이 공급되면 이 전압은 다시 가변정전압회로(IC₉)를 거치면서 안정회되어 저항(R₁)을 거쳐 룸스위치로 일정한 전압(20V)을 공급하게 된다.

이때, 기능선택스위치(K₁-K₄)의 선택조작으로 룸스위치에서 전달되는 신호가 상기-단자를 통해 입력되면 이 신호가 콘덴서(C₁)를 거치면서 필터되고 다단 증폭회로(IC₁₀를 거치면서 증폭되어 보일러의 운전기능을 선택하는 기능선택회로(디코더 ; IC₁₂)에 인가되어 각 기능에 해당하는 신호를 출력시키게 된다.

즉, 정상적인 실내난방인지, 외출최적온도로의 운전인지, 취침난방인지, 급탕인지를 해석 선택하여 그에 해당하는 기능신호를 제 6 도의 온도제어부를 구성하는 비교회로(IC₁₄)의 ＋입력단으로 해당신호를 출력시키게 되며, 비교회로(IC₁₄)에서는 온도센서(S₂)의 감지전압과 비교하여 ＋단의 전압이 높을 경우에 그의 출력으로 '하이' 신호를 출력하어 보일러를 가동시키게 되는 것이다.

한편, 보일러의 운전중 일요인으로 인하여 룸스위치가 콘트롤장치를 연결하는 전원선의 ＋, - 단이 쇼트(단락)되면 -단으로 전압이 흐르게 되므로 트랜지스터(TR₅)의 베이스측에 신호가 인가되어 트랜지스터(TR₅)를 도통시키게 된다. 그러므로 트랜지스터(TR₅)의 에미터측으로 전압이 흐르게되어 룸스위치회로로 전원을 공급하는 가변 정전압회로(IC₉)의 출력은 정지되는 것이며, 또한 안전차단시 저항(R₄)을 통하여 안전차단신호가 트랜지스터(TR₆)의 베이스측에 인가되면 저항(R₃)을 통하여 가변 정전압회로(IC₉)의 출력전압이 흐르게 되므로 이 가변 정전압회로(IC₉)를 통하여 룸스위치회로로 공급되는 전압이 설정전압(14V)으로 낮아져 공급되게 되는 것이다.

제 6 도는 본 장치의 온도제어부 및 표시부 회로로써 온도센서(S₂)에 의하여 감지된 보일러내의 물온도와 설정용 저항(VR₃)과의 전압레벨을 비교하여 물을 순환시키되, 여름의 경우에는 약 50℃정도의 물을 순환시키고, 겨울의 경우는 약 90℃의 물을 순환시킴으로써 계절에 알맞는 물의 순환이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 온도센서(S₂)에서 감지된 전압레벨은 표시부를 구성하는 A/D컨버터(IC₁₃)를 거쳐 디스플레이 장치(SEG)로 표시됨으로써 현재 보일러내의 물의 온도를 사용자에게 알려주게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 보일러 구동회로를 구성하되, 실운용상태에 따라 실내난방과 취침난방 및 동파방지 기능을 유지하면서 외출 최적가능상태의 유지기능이 기능선택에 따라 자동으로 제어될 수 있도록 한 것으로 물의 유무확인 기능 및 계절에 따른 물온도 조정 기능을 갖춘 그 실사용 가치의 편이성을 일층 고양시킨 획기적인 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 보일러의 운전 제어회로를 구성함에 있어서, 기능선택스위치(K₁-K₄)가 연결되고 상기 기능선택스위치(K₁-K₄)에 의해 선택된 신호를 래치하는 래치회로( IC₂)와, 상기 래치회로(IC₂)의 출력신호를 받아 신호를 변환 출력하는 변환회로(IC₃)와, ＋입력단에는 실내온도를 감지하는 써미스터(TH)가 연결되고 -입력단에는 온도설정용볼륨(VR₁)이 연결되며 실내온도와 설정온도를 비교하여 상기 변환회로(IC₃)에 제어신호를 출력하는 비교검출회로(IC₄)로 구성되는 룸스위치회로 ; 트랜스포머(T₁)의 입출력단에 연결 설치되며 보일러 난방수의 부족상태를 감지하는 저수위 감지센서(S₁)와, 브리지정류기(BD₁)와, ＋입력단에는 상기 저수위 감지센서(S1)의 출력이 연결되고 -입력단에는 전원부의 정전압회로(IC₆) 출력이 연결되며 상기 저수위 감지센서(S1)의 감지신호를 비교하여 콘트롤장치에 운전정지 신호를 출력하는 비교회로(IC₇)로 구성되는 저수위 감지부 ; 상기 룸스위치 회로의 기능선택신호를 받아 이를 다단 증폭 출력하는 증폭회로(IC₁₂)와 상기 증폭회로(IC₁₂)에 의해 증폭된 신호를 받아 이를 해석하여 온도제어부로 해당신호를 출력하는 기능선택회로(IC₁₂)로 구성되는 신호수신부 ; 발진회로(IC₁₁)와 시프트회로(IC₈)로 구성되며, 상기 온도제어부의 비교회로(IC₁₄)에서 출력되는 신호를 받아 시프트회로(IC₈)의 출력단자(Q₁, Q₂, Q₃)를 통해 구동부로 신호를 순차적으로 출력하는 주제어부를 구비시켜 보일러의 실내난방기능과 취침난방기능 및 외출기능이 자동으로 이루어지도록 함을 특징으로 하는 보일러의 운전제어장치.