KR940002074B1

KR940002074B1 - 가스보일러에서의 연속 연소 제어 타이머를 이용한 가스연소 제어방법

Info

Publication number: KR940002074B1
Application number: KR1019900016142A
Authority: KR
Inventors: 이황의; 김석구; 시게루 오기소
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 최창선
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1994-03-16
Also published as: KR920008412A

Abstract

내용 없음.

Description

가스보일러에서의 연속 연소 제어 타이머를 이용한 가스연소 제어방법

제1도는 본 발명 방법을 설명하기 위한 가스보일러 제어부의 블럭구성도.

제2도는 본 발명 방법이 적용된 가스보일러의 개략도.

제3도는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제어부 10' : 마이컴

11 : 수동온도조절장치 11' : 연속연소 제어타이머 설정부

20 : 연소기 24 : 1차 열교환기

34" : 더어미스터 40 : 2차 열교환기

53 : 비례변 112 : 타이머

118 : 출탕온도출력부 119 : 온도비교부

122 : 연속연소 제어타이머 이행부

123, 128 : 제1 및 제2연소연산 구동부

124 : 강제 소화 타이머 126 : 기능부품 구동부

129 : 비례변 전류치 산술부 130 : 펄스폭 변조 출력부

본 발명은 가스보일러에서의 가스연소 제어방법에 관한 것으로, 특히 연속연소 제어타이머를 이용하여 일정시간 연소가 지연될 때, 그 연소시간을 제어하여 연속연소에서 야기되는 불필요한 가스의 낭비를 방지할 수 있도록 한 가스보일러에서의 연속연소 제어타이머를 이용한 가스연소 제어방법에 관한 것이다.

종래의 가스보일러에서는 1차 열교환기에서 방출되는 난방수의 출탕온도가 사용자가 설정한 난방설정 온도를 초과하기 시작하게 되면, 비례변에 인가되는 전류값이 감소되면서, 비례변이 닫히기 시작하게 되므로, 연소될 가스의 방출량이 감소되어 가스의 연소량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가스량이 줄어들고 있는데도 불구하고, 그 온도가 사용자에 의해 설정된 난방설정 온도보다 높을 경우, 강제 소화타이머를 작동시켜 가스의 연소를 소화시키므로써, 출탕온도를 일정하게 유지시킬 수 있게 되어 가스의 낭비를 방지 하였었다.

그러나, 이와 같은 방법으로 가스의 연소를 제어할 경우에는 난방수의 출탕온도가 사용자가 설정한 설정치에 이르렀을 때, 더이상의 온도상승을 방지하기 위하여 가스량이 감소되었는데, 가스량이 감소되면서 출탕온도가 같이 떨어지는 경우가 발생 되었다.

이와 같은 경우는 난방부하가 큰 설치장소의 경우 발생되는데, 즉 가스량이 최대 연소가 될때에 난방부하보다 가스소비량이 많아 난방수의 출탕온도가 설정온도까지 서서히 올라간다.

이후, 난방수의 출탕온도가 설정치에 이르게 되면, 사용자의 요구인 설정치까지 난방수의 출탕온도가 상승되었으므로, 더이상의 상승을 방지시키기 위하여 최대연소를 천천히 감소시켜서 가스의 소비량을 감소시켜 갔다.

이때, 대부분의 설치장소는 가스의 소비량을 감소시켜도 난방수의 출탕온도가 강제 소화치를 계속 넘어가게 되므로, 강제 소화타이머를 작동시키지만, 난방부하가 큰 설정장소의 경우에는 비례변의 전류치가 감소되어서, 가스의 소비량이 소정치만큼 감소된 경우, 난방수의 출탕온도가 강제 소화치를 넘지못하고, 설정치를 계속 유지하게 되어, 설정치 상태에서 난방 부하와 가스 소비량의 정합(매칭)점이 발생되면서 일정한 전류치로 연속해서 연소되므로, 가스의 연소시간 및 가스의 소비량이 불필요하게 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 제어한 것으로, 난방모오드에서 연속연소 동작이 시작되어 난방수의 출탕온도가 난방설정 온도치에 도달되어, 소정경과 되면 그때부터 연소시간을 연속연소 제어타이머를 통해 카운팅하여 연속연소 제어타이머의 시간이 경과되면 연속연소를 차단시키므로서, 가스의 연소시간이 길어지거나 소비량이 많아지는 것을 방지시킬 수 있게 되어, 효율적인 난방의 연소를 수행시킬 수 있는 가스보일러에서의 연속연소 제어타이머를 이용한 가스연소 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 방법이 적용되는 가스보일러(100)는 제2도에 나타낸 바와 같이, 수동온도조절장치(11)가 외부에 연결된 케이싱(101)안에 설치되어, 보일러의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(10)와; 난방이나 급탕을 위한 온수를 데우기 위해 가스를 연소시키는 연소기(20)와; 난방 순환수를 저장하는 물탱크(30)와; 온수와 냉수의 순환을 위한 서로 다른 경로를 지니고 있는 2차 열교환기(40)와를 상호 결합하여서 구성된다.

이때, 상기 연소기(20)의 케이싱(21)내에는 다수개의 버너로 이루어진 버너군(22)이 형성되고, 그의 상측방향에는 과열을 방지시키기 위한 온도퓨즈(24')가 부착된 1차 열교환기(24)가 설치되어 그곳을 통과하는 물을 상기 버너군(22)이 가열하게 되며, 상기 연소기케이싱(21)의 바닥면에는 연소용 공기를 공급하는 송풍기(23)가 설치되고, 상기 버너군(22)의 근방에는 버너군(22)을 점화하는 스파커(25)에 연결된 스파커플러그(26)와 버너군(22)의 착화를 감지하는 프레임로드(27)가 설치되며, 상기 연소기케이싱(21)의 상면에는 배기가스를 배출시키기 위한 배기구(28)가 보일러케이싱(101)을 뚫고 형성되어 있다.

또한, 상기 버너군(22)의 하방에는 가스를 공급시키기 위한 가스관(50)이 설치되는데, 여기에는 통전시 가스를 통과시키는 2개의 전자변(51), (52)과 가스공급량을 조절하기 위한 비례변(53)이 가스공급경로에 대하여 가스관(50)의 상류로부터 설치 되어진다.

그리고, 상기 물탱크(30)에는 물탱크(30)내의 수량을 검지하기 위한 플로트스위치(31)와 넘치는 물을 배출시키기 위한 오버플로우관(32), 온돌바닥을 회전한 난방수를 회수하는 것으로, 필터(33')가 설치된 환수관(33) 및 상기 1차 열교환기(24)에 물을 공급하는 물공급관(34)이 설치되는데, 이때 상기 물공급관(34)에는 물의 순환을 조정하기 위한 순환펌프(35)가 아랫방향에 설치되어진다.

한편, 상기 2차 열교환기(40)에는 상기 1차 열교환기(24)로부터 유입되는 온수를 안내하는 온수관(41)과 수도를 통해 물을 방출하는 것으로 동결방지히터(42')가 부착된 온수방출관(42), 가스보일러의 외부로부터의 찬물을 유입하는 것으로 필터(43')와 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(43")가 설치된 직수유입관(43) 및 상기 환수관(33)에 연결되어 2차 열교환기(40)를 순환한 물이 환수되도록 하는 보조관(46)이 설치되는데, 이때 상기 물공급(34)은 삼방변(44)을 통하여 온수관(41)과 난방을 위한 물이 통과되는 난방온두송급관(45)에 연결 되어진다.

또한, 1차 열교환기(24)를 통과하는 상기 물공급관(34)에는 잔화방지 바이메탈(34')과 출탕온도를 측정하는 더어미스터(34")가 물의 흐름에 대하여 상류로부터 각각 설치되고, 상기 환수관(33)과 직수유입관(43)사이에는 물탱크(30)에 물이 부족할 때 물을 보충해 주기 위한 수도물보급변(54)이 설치되며, 외부적인 상황에 의해 난방온수관(45)으로 물이 흐르지 못할 때 비등을 방지하기 위한 바이패스관(55)은 상기 환수관(33)과 난방온수 공급관(45)사이에 연결되고, 보일러의 외부온도를 감지하는 저온 감지 바이메탈(56)은 보일러케이싱(101)의 내벽에 설치되어진다.

그리고, 상기 제어부(10)는 제1도에 나타낸 바와 같이, 마이컴(10')을 중심으로 하는 제어회로로서, 마이컴(10')내에는 상기 더어미스터(34°)에서 출력되는 아날로그의 출탕온도(Ton)를 A/D 변환기(14)를 통해 디지털 신호로 입력받아 난방수의 출탕온도를 검출하는 출탕온도 검출부(118)와; 상기 출탕온도 검출부(118)와 난방온도를 설정하는 수동온도 조절장치(11) 및 연속연소 제어타이머 이행부(122)의 출력신호를 각각 입력받아 출탕온도와 난방설정온도를 비교하는 온도비교부(119)와; 상기 온도비교부(119)와 타이머(112)의 출력신호를 입력받아 출탕온도와 난방설정온도를 비교하는 온도비교부(119)와; 상기 온도비교부(119)와 타이머(112)의 출력신호를 입력받아 타이머(112), 강제 소화타이머(124), 연속연소 제어타이머 이행부(122), 제2연소연산 구동부(128) 및 기능부품구동부(126)을 선택적으로 구동시키는 제1연소연산 구동부(123)와; 발진기(12)의 출력신호에 의해 구동되어, 상기 제1연소연산 구동부(123)와 강제 소화타이머(124)에 소정신호를 출력시켜주는 타이머(112)와; 상기 제1연소연산 구동부(124)와 연속연소 제어타이머 설정부(11')의 출력신호를 입력받아 소정신호를 온도비교부(119)에 출력시켜주는 연속연소 제어타이머 이행부(122)와; 상기 타이머(112)와 제1 및 제2연소연산 구동부(128)로부터 소정신호를 입력받아 강제 소화기능을 수행하는 강제 소화 타이머(124)와; 상기 제1연소연산 구동부(123)와 연소범위설정부(19)로부터 소정신호를 입력받아 강제 소화타이머(124), 기능부품 구동부(126) 및 비례변 전류치 산술부(129)에 소정신호를 각각 출력시키는 제2연소연산 구동부(128)와; 상기 제1 및 제2연소연산 구동부(123, 128)로부터 소정신호를 각각 입력받아 각각의 기능부품들을 구동시키기 위한 소정신호를 출력신호군(131)을 통해 D/A 변환기(18)에 입력시켜 주는 기능부품 구동부(126)와; 상기 제2연소연산 구동부(128)로부터 소정신호를 입력받아 가스의 공급량을 조절하는 비례변(53)의 구동량을 결정하는 전류치를 산출하는 비례변 전류치산출부(129)와; 싱기 비례변 전류치 산술부(129)의 출력신호를 입력받아 펄스폭 변조시켜 비례변구동부(17)를 통해 비례변(53)을 제어하는 펄스폭 변조출력부(130)와를 구비하여서 된 것이다.

한편, 본 발명 방법은 제3도에 나타낸 바와 같이, 보일러가 난방사용모오드로 구동하기 시작하면 온도비교부(119)에서 출탕온도(Ton)가 난방설정온도(Tset) 보다 높은 강제 소화치(T'set)보다 높거나 같은가를 검출하여 출탕온도(Ton)가 낮으면 비례 연소제어를 실시하면서 출탕온도(Ton)가 난방설정온도(Tset)보다 높거나 같은 상태에서 소정시간(T₂)이 연속연소 제어타이머의 동작을 개시시키고, 이어 연속연소 제어타이머가 동작하고 있는 도중, 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)보다 높거나 같은가를 검출하여 높지 않거나 같지 않으면 연속연소 제어타이머의 동작시간이 경과된 이후 강제 소화타이머를 동작시키되, 상기 과정에서 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set) 보다 높거나 같으면 즉시 강제 소화타이머를 동작시키고 재점화를 실시한 다음, 소정시간(T₁)이 경과되면 다시 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)보다 높거나 같은가를 검출하는 과정으로 이루어진 것이다.

이와 같은 과정으로 이루어진 본 발명 방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가스보일러가 난방사용모오드로 동작되기 시작하게 되면 마이컴(10')내의 온도비교부(119)에서는 더어미스터(34")에서 검출되어 출탕온도검출부(118)를 통해 1차열교환기(24)내의 출탕온도(Ton)와 사용자가 수동온도 조절장치(11)를 통해 설정한 난방수의 설정온도(Tset)보다 소정온도 높은 강제 소화치(T'set)를 상호 비교하게 된다.

그 결과 Ton ≥ T'set 상태이면 이미 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)에 이르고 있어 비례제어에 의한 연속연소 동작을 수행할 필요가 없게 되므로, 온도비교부(119)에서 제1연소연산 구동부(123)를 통해 강제 소화타이머(124)가 작동될 수 있는 소정신호를 출력시키게 되므로, 강제 소화타이머(124)가 구동되는 소정시간(T₁)내에는 연속연소 기능이 차단된다.

그러나, 온도비교부(119)에서 출탕온도(Ton)와 강제 소화치(T'set)를 비교한 결과, Ton ＜ T'set 상태이면 아직 출탕온도(Ton)가 난방설정온도(Tset)에 이르지 못하였거나 이르렀다 하여도 강제 소화치(T'set)에는 이르지 못한 상태이므로, 비례변 전류치 산술부(129)에서 산술되는 전류치에 의해 비례변(53)이 열리게 되는 비례 연소제어가 실시된다.

이후, 출탕온도(Ton)가 난방설정온도(Tset)보다 높거나 같은 상태에서 소정시간(T₂)이 경과되면, 제1연산구동부(123)에서 연속연소 제어타이머 이행부(122)를 동작시켜 연속연소되는 시간 즉, 연속연소 제어타이머 설정부(11')에서 설정된 시간을 카운팅하기 시작하게 된다.

이때, 연속연소 제어타이머가 동작하고 있는 도중, 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)보다 높거나 같으면, 강제 소화타이머(124)의 동작을 개시시켜 연속연소를 차단시키되, 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)에 이르지 못하고, Ton ≥ Tset 상태를 소정시간(T₂)경과이후 계속 지속되게 되면, 연속연소 제어타이머를 동작시켜 그의 동작시간이 종료될 때까지는 계속 비례연소제어를 실시하고, 소정시간을 갖는 연속연소 제어타이머의 동작이 종료되면 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)에 이르지 않았다 할지라도 강제 소화 타이머(124)를 동작시켜 불필요한 연속연소 시간을 줄이고 가스의 소모를 방지시킴과 동시에, 연속연소 제어타이머 이행부(122)의 카운팅을 리세트시키게 된다. 즉, 난방부하가 큰 설치장소에서 출탕온도(Ton)가 난방설정온도(Tset)에 이르게 되면, 비례변(53)에 인가되는 전류치가 작게되어, 가스의 소비량이 작게되므로, 강제 소화치에 이르러야 할 출탕온도가 다시 난방설정치 부근으로 떨어져 소정온도에서 계속 유지하게 되므로, 난방부하와 가스의 소비량이 정합되어, 일정한 전류치로 연속해서 연소되므로 연소시간이 길어지고 이에 따라 가스의 소모증가를 가져오게 되는데, 이때의 시간을 연속연소 제어타이머가 카운팅하여 소정시간이 되면, 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)에 이르지 않았더라도 강제 소화타이머(124)를 동작시켜 상기의 문제점을 방지하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 방법에 의하면 가스보일러가 난방모오드에서 연속연소 동작을 시작하게 되어, 출탕온도가 난방설정온도에서는 이르렀으나, 강제 소화치에는 이르지 못한 상태로 소정시간(T₂)경화후 계속 지속되면, 연속연소 제어타이머의 동작이 완료될 때 까지는 비례제어에 의한 연소동작을 수행하고, 연속연소 제어타이머의 동작이 완료되면, 소정의 동작시간을 갖는 강제 소화타이머를 동작시켜 연속연소 기능을 중지시키므로서, 연소의 시간이 길어지거나 가스의 소모가 증대되는 것을 방지할 수 있게 되어 난방의 사용성을 향상시킬 수가 있는 것이다.

Claims

제어부(10), 연소기(20), 물탱크(30) 및 2차 열교환기(40)로 구성되어, 제어부(10)내의 마이컴(10')에 의해 각종 제어기능이 수행되는 가스보일러에 있어서, 상기 가스보일러가 난방사용모오드로 동작되기 시작하게 되면, 온도비교부(119)에서 출탕온도(Ton)와 강제 소화치(T'set)를 상호 비교하여 출탕온도(Ton)가 낮으면, 비례변(53)을 통해 비례연소제어를 계속 실시하면서 출탕온도(Ton)가 난방설정온도(Tset)보다 높거나 같은 상태로 소정시간(T₂)이 경과되면 소정의 동작시간을 갖는 연속연소 제어타이머를 동작시키면서 출탕온도(Ton)와 강제 소화치(T'set)를 계속 비교하여 출탕온도(Ton)가 계속 낮으면 연속연소 제어타이머의 동작시간이 종료된 후, 강제 소화타이머를 구동시키되, 상기에서 출탕온도(Ton)가 강제 소화치(T'set)보다 높거나 같으면, 즉시 강제 소화타이머를 소정시간(T₁) 동작시키고 재점화를 실시한 다음, 최초의 온도비교 과정으로 되돌아가는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가스보일러에서의 연속연소 제어타이머를 이용한 가스 연소제어방법.