KR950000934B1

KR950000934B1 - 저출력 가스보일러의 온수 급속가열방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR950000934B1
Application number: KR1019910025258A
Authority: KR
Inventors: 이황의; 신연철
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 최창선
Priority date: 1991-12-30
Filing date: 1991-12-30
Publication date: 1995-02-03
Also published as: KR930013631A

Abstract

내용 없음.

Description

저출력 가스보일러의 온수 급속가열방법 및 그 장치

제 1 도는 본 발명이 적용된 가스보일러의 전체 개략 구성도.

제 2 도는 본 발명 장치의 블록 구성도.

제 3 도는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

제 4 도의 (a)-(d)는 종래 가스보일러의 온수운전을 설명하기 위한 동작 파형도.

제 5 도의는 (a)-(d)는 본 발명 방법이 적용된 가스보일러의 온수운전을 설명하기 위한 동작 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제어부 11 : 수동조작장치

12 : 출탕온도 검출부 13 : 수류 스위치신호 입력부

14 : 기능부품 구동부 20 : 연소기

23 : 송풍기 30 : 물탱크

40 : 2 차 열교환기 53 : 비례변

60 : 더어미스터 111 : 출탕온도 인식부

112 : 온수사용 판단부 113 : 온도비교부

114 : 소정시간 계수부 115 : 연소연산 구동부

116 : 증폭 연산부 117 : 정상 연소부

118 : 기능부품 구동신호 출력부

본 발명은 저출력 가스보일러에서의 온수사용시 초기에 급속히 가열시키기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것으로 특히, 1관 2수로식 가스보일러에서 온수를 사용하고자 스류스위치가 '온'이 되면 소정시간에 걸쳐서 비례변과 송풍기가 정상치보다 소정배수 더높게 구동되도록 하여 온수의 출탕 가열온도를 빠른 시간내에 상승시켜줄 수 있도록 한 저출력 가스보일러의 온수 급속가열 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래의 저출력 가스보일러에는 본 발명과 같은 온수 급속가열 기능이 구비되어 있지 않아, 운전 스위치가 '온'이 되고 여름모드가 선택된 상태에서 수류 스위치가 '온'이 디어 온수 운전이 시작되면, 가스공급량을 조절하기 위한 비례변과 연소용 공기를 공급하는 송풍기가 제 4 도의 (b)(c)와 같이 정상상태로 구동됨에 따라 1차 열교환기→삼방변→2차 열교환기→순환펌프→1차 열교환기를 반복 순환하는 중간수의 온도를 설정온도까지 상승시키는데, 많은 시간이 걸리게 되어 2차 열교환기내에서 상기 중간수에 의해 덥히어지는 온수의 온도 최초 가열 속도가 느리게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 운전 스위치가 '온'이되고 여름모드가 선택된 상태에서 수류 스위치가 '온'이 되면, 가스공급량을 조절하는 비례변과 연소용 공기를 공급하는 송풍기를 정상상태에서 소정배수 더높게 구동시켜 주므로서 초기의 중간수 온도를 급속히 상승시킬 수 있게 되어 온수의 출탕 가열온도를 빠른 시간내에 상승시켜줄 수 있으므로 제품의 사용성을 더욱더 향상시킬 수 있음을 목적으로 하는 것으로, 이를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명이 적용되는 가스보일러(100)는 제 1 도에 나타낸 바와 같이 수동조작장치(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 ; 난방순환수를 저장하는 물탱크(30)와 ; 온수와 냉수의 순환을 위한 서로 다른 경로를 지니고 있는 2차 열교환기(40)를 상호 결합하여서 구성된다.

이때, 상기 연소기(20)의 케이싱(21)내에서는 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 스파크 플러그(26)와 버너군(22)의 착화를 감지하는 프레임로드(27)가 설치되며, 상기 연소기케이싱(21)의 상면에는 배기가스를 배출시키기 위한 배기부(28)가 보일러 케이싱(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 가스공급 경로에 대하여 가스관(50)의 상류로부터 설치되어진다.

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 아래 방향에 설치되어진다.

한편, 상기 2차 열교환기(40)에는 상기 1차 열교환기(24)로 부터 유입되는 온수를 안내하는 온수관(41)과 수도를 통해 물을 방출하는 것으로 동결방지히터(42')와 사용자에게 공급되는 온수의 직접적인 출탕온도를 감지하는 더어미스터(60)가 부착된 온수방출관(42), 가스보일러의 외부로부터의 찬물을 유입하는 것으로 필터(43')와 수류의 유무를 검지하는 수류스위치(43") 및 직수온도에 따른 일정수량을 통과시켜 안정된 비례제어 온도특성을 얻을 수 있도록 하는 기계적 자동수량 제어장치(70)가 설치된 직수유입관(43) 및 상기 환수관(33)에 연결되어 2차 열교환기(40)를 순환한 물이 환수되도록 하는 보조관(46)이 설치되는데, 이때 상기 물공급관(34)은 삼방변(44)을 통하여 온수관(41)과 난방을 위한 물이 통과되는 난방온수 공급관(45)에 연결되어진다.

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 수도물 보급변(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 저온감지 바이메탈(56)은 보일러 케이싱(101)의 내벽에 설치되어진다.

그리고 상기 제어부(10)는 제 2 도에 나타낸 바와같이 마이컴(10')을 중심으로 하는 제어회로로서 마이컴(10')내에는 더미스터(34")가 연결된 출탕온도 검출부(12)의 출력신호를 입력받아 난방수의 출탕온도를 인식하는 출탕온도 인식부(111)와 ; 스류 스위치(43")가 연결된 수류 스위치신호 입력부(13)와 수동조작장치(11)로부터 소정신호를 입력받아 온수의 사용 유무를 판단하는 온수사용 판단부(112)와 ; 상기 출탕온도 인식부(111)에서 출력되는 난방수의 출탕온도와 온수사용 판단부(112)에서 출력되는 온수설정온도를 상호 비교하는 온도비교부(113)와 ; 발진기(14)의 출력신호를 입력받아 소정시간을 계수하는 소정시간 계수부(114)를 출력시켜주는 연소연산 구동부(115)와 ; 상기 연소연산 구동부(115)의 출력신호를 입력받아 증폭연산시켜 주는 증폭 연산부(116)와 ; 상기 연소연산 구동부(115)와 증폭연산부(116)의 출력신호를 입력받아 정상 연소를 수행하는 정상 연소부(117)와 ; 상기 증폭 연산부(116)와 정상 연소부(117)의 출력신호를 입력받아 기능부품 구동부(15)를 통해 소정신호를 출력시켜 송풍기(23)와 비례변(53)을 구동시켜 주는 기능부품 구동신호 출력부(118)를 구비하여서된 것이다.

또한, 상기 수동조작장치(11)내에는 운전스위치부(11a)와 온수온도 설정부(11b) 및 구동부(11c)를 구비하여서 된 것이다.

한편, 본 발명 방법은 제 3 도에 나타낸 바와 같이, 운전스위치가 '온'이 되고(S1), 난방/온수 모드 선택 스위치가 온수 모드로 선택된 상태에서(S2에서 NO)수류 스위치(43")가 '온'이 되면(S3), 중간수 설정온도(WTset)가 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출온도(WTth)보다 높은가를 검출(S4)하여 중간수 설정온도(WTset)가 검출온도(WTth)보다 높으면(S4에서 Yes), 소정시간(T)이 경과될 때까지 비례변(53)과 송풍기(23)를 정상치보다 소정배수(X) 높게 구동시키는 급속가열 운전을 수행시키되(S5), 상기에서 소정시간(T)이 경과되기 전에 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출오도(WTth)가 중간수의 설정온도(WTset)보다 높거나 같으면(S6에서 Yes), 비례변(53)과 송풍기(23)를 정상치로 계속 구동시키면서(S7) 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출온도(WTth)가 설정온도(WTset)이상이 되면(S8에서 Yes), 비례연소를 수행과정(S9)으로 이루어진 것이다.

이와 같은 과정으로 이루어진 본 발명의 작용효과를 제 4 도의 (a)-(d)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 저출력 가스보일러를 구동시키기 위해 운전스위치를 '온'시키고(S1), 난방/온수 모드 선택 스위치를 난방 모드를 선택하면(S2에서 Yes)일반적인 난방모드로 동작시키되, 여름 모드로 선택(S2에서 NO)한 다음, 온수를 사용하기 위해 수도꼭지를 열어 수류 스위치(43")가 '온'이 되면(S3), 제어부(10)내의 마이컴에서 이를 인식하여 그때의 중간수 설정온도(WTset)가 더어미스터(60)를 통해 검출된 중간수의 검출온도(WTth)보다 높은가를 검출(S4)하여 중간수의 검출온도(WTt)가 설정온도 (WTset)보다 높거나 같으면(S4에서 NO), 비례변(53)과 송풍기(23)를 정상치로 계속 구동시키게 된다(S7).

그러나, 상기에서 중간수 설정온도(WTset)가 검출온도(WTth)보다 높으면(S4에서 Yes), 가스의 공급량을 조절하는 비례변(53)과 연소용 공기를 공급하는 송풍기(23)가 제 5 도의(b)(c)에 나타낸 바와 같이 소정시간(T : 예를들어 30초)이 경과될 때까지 정상치보다 소정배수(X : 예를들어 1.3배)높게 구동되므로(S5)중간수가 급속가열 되어 그의 온도가 제 5 도의 (a)와 같이 급속히 상승하게 되므로 2차 열교환기내에서 열교환이 이루어지는 온수의 출탕온도를 제 5 도의 (d)와 같이 빠른 시간내(t-α sec)에 올려줄 수 있게 되는데, 이와 같은 과정은 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출온도(WTth)가 중간수의 설정온도(WTset)보다 높거나 같지 않는한(S6에서 No)소정시간(T)이 경과될 때까지 계속된다.

이후, 소정시간(T)이 경과되거나, 소정시간(T)이 경과되기 전에 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출온도(WTth)가 중간수의 설정온도(WTset)보다 높거나 같으면(S6에서 Yes), 더 이상의 급속운전이 필요치 않으므로, 제어부(10)에서는 상기 비례변(53)과 송풍기(23)를 정상치로 복귀 구동시켜 통상의 온수운전이 수행되는데(S7), 이때의 정상치 운전시간은 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출온도(WTth)가 설정온도(WTset : Y℃ 예를들어 70℃) 미만일 때는 계속되다가 중간수의 검출온도(WTth)가 설정온도(WTset)보다 높으면(S8에서 Yes), 비례연소를 수행(S9)하게 된다.

이를 제 2 도를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 먼저 수동조작장치(11)의 운전 스위치가 '온'이 되면, 마이컴(10')에서 수류스위치(43")의 신호를 받아 온수사용 여부를 판단한 후, 온수사용이 검지되면 온도 비교부(113)에서 사용자의 온수 설정온도(WTset)와 더어미스터(60)를 통해 검출한 중간수의 검출온도(WTth)를 상호 비교하여 설정온도(WTset)가 검출온도(WTth)보다 높으면, 연소연산 구동부(115)를 통하여 소정시간 계수부(114)에 설정된 소정시간 동안 증폭연소 신호를 기능부품 구동부(15)에 출력시켜 비례변(53)과 송풍기(23)에 인가시키게 되므로 증폭연소가 이루어지게 된다.

이때, 소정시간 이내에 온도 비교부(113)에서 검출온도(WTth)가 설정온도(WTset)보다 높거나 같은 상태로 검출되면, 증폭연소 명령이 취소되고 정상연소부(117)에 의해 정상 연소가 이루어지게 된다.

그러나, 검출온도(WTth)가 설정온도(WTset)보다 낮은 상태에서 소정시간이 경과되면, 검출온도(WTth)와 설정온도(WTset)에 무관하게 정상 연소부(117)에서 연소연산 구동부(115)의 구동 명령에 의해 정상연소 명령을 이행하게 되므로 기능부품 구동부(15)에서 비례변(53)과 송풍기(23)를 정상 연소치로 구동 시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 여름모드가 선택된 상태에서 수류 스위치가 '온'이 되면, 가스공급량을 조절하는 비례변과 연소용 공기를 공급하는 송풍기를 정상상태에서 보다 소정배수 더높게 구동시켜 주므로서 초기의 중간수 온도를 급속히 상승시킬 수 있게 되어 온수의 출탕 가열온도를 빠른 시간내에 상승시켜줄 수 있으므로 제품의 신뢰도를 더욱더 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

저출력 가스보일러에서 여름 모드가 선택되고 수류 스위치(43")가 '온'이 되면 마이컴(10')의 출탕온도 인식부(111)값을 입력받은 온도비교부(113)와 소정시간 계수부(114)에서 연소연산 구동부(115)와 증폭 연산부(116)를 통해 소정시간(T)동안 비례변(53)과 송풍기(23)가 정상치보다 소정배수(X) 높게 구동시켜 급탕가열 속도를 빠르게 하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저출력 가스보일러의 온수 급속가열방법.
제 1 항에 있어서, 상기 마이컴(10')의 온도비교부(113)에서 출탕온도 인식부(111)의 출력신호를 입력받은 결과 소정시간(T)이내에 출탕온도가 급탕설정온도에 도달된 것으로 검지되면 비례변(53)과 송풍기(23)를 정상치로 구동시키는 정상연소부(117)의 운전으로 통상운전이 작동되는 것을 특징으로 하는 저출력 가스보일러의 온수 급속가열방법.
마이컴(10')을 중심으로 하는 가스보일러의 제어회로를 구성함에 있어서, 수류 스위치신호 입력부(13)와 수동조작장치(11)의 출력신호로부터 온수의 사용 유무를 판단하는 온수사용 판단부(112)와 ; 출탕온도 인식부(111)의 난방수 출탕온도와 온수사용 판단부(112)의 온수설정온도를 상호 비교하는 온도비교부(113)와 ; 발진기(14)의 출력신호로 소정시간을 계수하는 소정시간 계수부(114)와 ; 상기 온도비교부(113)와 소정시간 계수부(114)의 출력신호를 연소연산하여 소정의 구동신호를 출력시켜 주는 연소연산 구동부(115)와 ; 연소연산 구동부(115)의 출력신호를 증폭연산시켜 주는 증폭연산부(116)와 ; 정상 연소신호를 출력하는 정상 연소부(117)와 ; 상기 증폭 연산부(116)와 정상 연소부(117)의 출력신호를 입력받아 송풍기(23)와 비례변(53)를 구동시켜 주는 기능부품 구동신호 출력부(118)를 구비한 것을 특징으로 하는 저출력 가스보일러의 온수 급속가열장치.