WO2012053681A1 - 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법은 연소기기 설치 후 연소기기의 전원이 온(ON) 되면 시스템을 초기화하는 단계; 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계;및 측정된 송풍기의 회전수와 재설정된 기준값을 비교하여 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 단계;를 포함하여 연소기기가 정상적으로 동작할 수 있음에도 불구하고 연소기기 이상 신호를 발생시키게 되는 문제점을 방지할 수 있다.

Description

연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법
본 발명은 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소기기의 연도 막힘 판단이 연소기기가 설치되는 환경에 따라 보정되도록 하여 연소기기의 오작동을 방지하는 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 연소실 내에서 버너를 이용하여 물을 가열할 수 있는 구성을 가진 연소기기에는 크게 보일러와 온수기 등을 들 수 있다.
즉, 일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용되고, 온수기는 냉수를 단시간 내에 소정의 온도로 가열하여 사용자가 편리하게 온수를 사용할 수 있도록 구성된 장치이다.
이러한 보일러 및 온수기와 같은 연소기기는 대부분 기름 혹은 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 온수를 사용자의 필요에 따라 제공할 수 있는 시스템을 가지고 있다.
이러한 연소기기의 일예로서 일반 가정에서는 난방 및 온수 보일러로서 대기오염이 적고 사용이 간편한 액화천연가스(LNG)를 사용하는 가스 보일러를 주로 사용하고 있다. 이 가스 보일러는 통상 난방수를 가열하는 열교환기의 구성에 따라 콘덴싱(Condensing) 방식과 비콘덴싱(Non-Condensing) 방식으로 구분된다. 이 중 콘덴싱 방식의 가스 보일러는 연소열을 이용하여 직접 난방수를 가열하고, 아울러 배기가스의 응축잠열을 재차 흡수하여 열효율이 최대화되도록 하고 있다.
콘덴싱 보일러의 구성에 대해 좀더 상세히 설명하면, 상부에 버너를 설치하여 공기와 혼합된 가스가 점화 및 하향 연소되게 하고, 버너의 하부에 설치된 난방용 열교환기에서는 고온의 연소가스를 이용하여 난방수를 가열하게 된다. 이렇게 데워진 난방수를 실내로 순환시킴으로써 난방을 실시한다.
또한, 온수 사용시에는 삼방밸브를 이용하여 실내로 공급되는 온수를 차단하고, 난방용 열교환기와 병렬로 설치된 급탕용 열교환기로 온수를 공급하여 급탕용 열교환기를 가열원으로 사용한다. 이와 같이 급탕용 온수를 급탕용 열교환기에 공급 및 환수하면서 가열하고, 데워진 온수를 세면 및 목욕용으로 사용한다.
한편, 상기와 같은 콘덴싱 보일러는 제어방식에 따라 전류비례제어방식과 공기비례제어방식으로 구분될 수 있다. 이 중에서 공기비례제어방식은 전류비례제어방식과 달리 외부에서 유입되는 공기의 압력을 측정한 다음, 측정된 공기의 압력에 비례하여 버너에 공급되는 연료의 양을 결정한다. 이와 같이 보일러 내부로 유입되는 공기의 압력에 대응하여 정확한 양의 연료를 공급함으로써, 연소효율을 높이고 유해가스의 배출을 최대한 억제하여 환경오염을 예방할 수 있다.
상기 공기비례제어식 보일러는 외부에서 유입되는 공기의 압력을 측정하기 위해 풍압센서를 이용하게 된다.
풍압센서를 이용한 공기비례제어식 보일러에서는 콘트롤러의 제어에 따라 송풍기가 동작하여 외부 공기의 흡입이 이루어진다. 이때 급기 호스를 통해 공기가 풍압센서로 유입되고, 풍압센서로 유입된 공기는 배기 호스를 통해 송풍기로 빠져나간다.
따라서 상기 풍압센서에는 공기의 압력 변화에 따른 차압이 발생하고, 이 차압에 따른 출력값이 콘트롤러로 송신된다. 한편 콘트롤러는 풍압센서로부터 수신된 출력값에 근거하여 송풍기의 회전수(RPM)를 제어한다. 콘트롤러는 주로 PWM(Pulse-width Modulation)신호를 송풍기로 출력하여 송풍기의 회전수(RPM)를 제어한다. 송풍기의 회전수를 제어함으로써 원하는 공기압력으로 공기가 송풍되도록 하고, 이 공기압력의 변화에 따라 전자식 비례제어밸브의 가스 토출량을 조절함으로써 연소제어를 수행하게 된다.
한편 연소기기에는 연소기기 외부의 공기가 버너로 급기되도록 안내하는 급기 연도와 버너에서 연소되어 생성된 가스가 연소기기 외부로 배기되도록 안내하는 배기 연도를 가진다. 상기 급기 연도 또는 배기 연도가 막히게 되는 경우 콘트롤러는 연소기기의 동작을 중지시키고 디스플레이부에 이상 신호를 표시하게 된다.
한편 연소기기에는 연소기기가 일반적으로 설치되는 장소의 환경(이하에서는 '표준 설치 환경'이라 함)에서 적절한 연소가 일어나도록 하는 연소 사양(예: 풍압센서에서 측정되는 풍압의 적정 범위, 송풍기 회전수(RPM)의 적정 범위, PWM 신호의 적정 범위 등)이 설정되어 있다. 연소기기는 이와 같은 연소 사양에서 송풍기의 회전수(RPM)가 기준값을 넘는지를 판단하여 급기 연도 또는 배기 연도가 막혔는지를 판단하고, 급기 연도 또는 배기 연도가 막혔다고 판단되면 연소기기는 이상 신호를 디스플레이부에 표시하게 된다.
그러나 고산지대와 같이 연소기기의 외부 대기압이 낮거나, 급기 연도의 길이가 길어 공기저항이 큰 경우에는 송풍기의 회전력에 비하여 버너로 공급되는 공기의 양이 적어지게 되므로 풍압센서가 이를 감지하여 그 감지된 값을 콘트롤러로 제공하고 콘트롤러는 송풍기의 회전수(RPM)가 높아지도록 제어한다. 이때 송풍기의 회전수(RPM)가 기준값을 넘어 연소기기 이상 신호를 표시하게 되는 경우가 발생하게 된다.
이와 같이 보일러나 온수기 등의 연소기기가 설치되는 환경에 따라 연소기기가 정상적으로 동작할 수 있음에도 불구하고 급기 연도 또는 배기 연도가 막혔다고 판단하여 연소기기의 동작을 중지시키게 되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보일러나 온수기와 같은 연소기기가 설치되는 환경에 따라 연도가 막혔음을 판단하는 기준값이 보정되도록 하는 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법은 연소기기 설치 후 연소기기의 전원이 온(ON) 되면 시스템을 초기화하는 단계; 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계;및 측정된 송풍기의 회전수와 재설정된 기준값을 비교하여 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 단계;를 포함한다.
또한 상기 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계는, 표준 설치 상태에서 설정된 풍압의 단계에 대응하는 송풍기의 회전수를 저장하는 제1설정단계;와 연소기기가 설치된 환경에서 송풍기가 동작할 수 있는 최대 회전수를 저장하는 제2설정단계;를 포함한다.
또한 상기 제1설정단계는, 표준 설치 상태에서 설정된 풍압을 기준으로 풍압을 최소값에서 최대값으로 변화시키면서 각 풍압의 단계에 따른 송풍기의 회전수를 저장한다.
또한 상기 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 단계는, 측정된 송풍기의 회전수가 제1설정단계에서의 송풍기의 최대 회전수에 1000RPM을 더한 값 또는 제2설정단계에서의 송풍기의 최대 회전수를 초과하였을 경우 연소기기 연도가 막힌 것으로 판단한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법에 의하면 연소기기가 설치되는 환경에 관계없이 연도가 막혔는지 여부를 정확하게 판단하게 되므로 연소기기가 정상적으로 동작할 수 있음에도 불구하고 연소기기 이상 신호를 발생시키게 되는 문제점을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법이 적용되는 연소기기의 구성을 간략하게 보인 도면.
도 2는 도 1에 도시된 연소기기에서 연소기기의 연도 막힘 판단을 보정하는 방법을 나타낸 순서도.
** 도면의 주요부분에 대한 간략한 설명 **
10 : 송풍기 20 : 풍압센서
31 : 급기호스 32 : 배기호스
40 : 콘트롤러 50 : 전자식 비례제어밸브
60 : 디스플레이부 70 : 메모리
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법이 적용되는 연소기기의 구성을 간략하게 보인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 연소기기는 급기 연도를 통해 공기를 흡입하기 위한 송풍기(10)와, 상기 송풍기(10)에 의해 흡입되는 공기의 압력을 측정하여 공기압력의 변화에 따른 차압을 출력값으로 출력하는 풍압센서(20)와, 상기 풍압센서(20)에서 출력되는 차압에 따른 출력값에 따라 가스량을 조절하기 위한 제어신호와 상기 송풍기(10)의 회전수를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 콘트롤러(40)를 구비한다.
그리고 상기 콘트롤러(40)에서 출력되는 가스량조절 제어신호에 따라 가스의 토출량을 조절하는 전자식 비례제어밸브(50)와, 연소기기에 이상이 발생 시 이상 신호를 표시하는 디스플레이부(60)와, 풍압센서(20)에서 측정되는 풍압 및 송풍기(10)의 회전수(RPM) 등이 저장되는 메모리(70)를 포함하여 구성된다.
상기 송풍기(10)는 급기 호스(31) 및 배기 호스(32)를 통해 풍압센서(20)와 연결되어 있다.
이와 같은 연소기기에 있어서, 송풍기(10)에 의해 외부 공기의 흡입이 이루어지는 경우 급기 호스(31)를 통해 공기가 풍압센서(20)로 유입된다. 그리고 풍압센서(20)로 유입된 공기는 배기 호스(32)를 통해 송풍기(10)로 빠져나간다.
따라서 상기 풍압센서(20)에는 공기의 압력 변화에 따른 차압이 발생하고, 이 차압에 따른 출력값이 콘트롤러(40)로 송신된다. 한편 콘트롤러(40)는 풍압센서(20)로부터 수신된 출력값에 근거하여 송풍기(10)의 회전수(RPM)를 제어한다. 송풍기(10)의 회전수를 제어함으로써 원하는 공기압력으로 공기가 송풍되도록 하고, 이 공기압력의 변화에 따라 전자식 비례제어밸브(50)의 가스 토출량을 조절함으로써 연소기기의 연소제어를 수행하게 된다.
한편, 본 발명에서는 연소기기가 설치되는 환경에 따라 연소기기가 정상적으로 동작할 수 있음에도 불구하고 급기 연도 또는 배기 연도가 막혔다고 판단하여 연소기기의 동작이 중지되는 것을 방지하기 위해 연소기기가 설치되는 환경에 따라 연도가 막혔음을 판단하는 기준값이 보정되도록 제어하는 단계를 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 연소기기에서 연소기기의 연도 막힘 판단을 보정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 도 2를 참조하여 연소기기의 연도 막힘 판단을 보정하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저 사용자가 연소기기의 전원을 온(ON) 시키면(S100) 연소기기를 구성하는 시스템이 초기화된다(S200).
다음으로 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계로 이동하게 된다. 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계는 제1설정단계와 제2설정단계를 포함한다.
이중 제1설정단계에 대해 먼저 설명한다.
표준 설치 환경에서 적절한 연소가 일어나도록 하는 연소 사양 중 풍압센서(20)에서 측정되는 풍압의 적정 범위를 1에서 N단계로 구분한다(S300).
그리고 연소기기가 설치된 환경에서 풍압센서(20)에서 측정되는 풍압이 1단계에서 N단계로 변하도록 연소기기를 가동한다(SN11~SNN2).
이때 풍압센서(20)에서 측정되는 풍압이 1단계에 도달하게 되면(SN11) 풍압이 1단계 일 때의 풍압, 송풍기(10)의 회전수(RPM) 및 송풍기(10)를 제어하는 PWM 신호를 저장한다(SN12).
이러한 과정을 반복하여 풍압센서(20)에서 측정되는 풍압이 N단계에 도달하게 되면(SNN1) 풍압이 N단계 일 때의 풍압, 송풍기(10)의 회전수(RPM) 및 송풍기(10)를 제어하는 PWM 신호를 저장한다(SNN2).
다음으로 제2설정단계에 대해 설명한다.
연소기기가 설치되는 환경에서 송풍기(10)의 회전수(RPM)가 최대가 될 때까지 송풍기(10)를 가동시켜 송풍기(10)의 회전수(RPM)가 최대가 되었다고 판단되면(S400) 송풍기(10)의 최대 회전수(RPM)를 저장한다(S500).
이와 같이 연소기기가 설치된 환경에서 연소기기 연도가 막혔음을 판단하는 기준값이 보정된 후 메모리(70)에 저장된다.
다음으로 사용자가 연소기기를 가동하게 되면 콘트롤러(40)는 송풍기(10)의 회전수(RPM)를 측정하고, 측정된 송풍기(10)의 회전수(RPM)가 N단계에서의 송풍기(10)의 회전수(RPM)보다 1000RPM이 크거나 측정된 최대 회전수(MAX RPM)보다 크다고 판단되면(S600), 콘트롤러(40)는 연소기기의 동작을 중지시키고 연소기기 이상 신호를 디스플레이부(60)에 표시하게 된다(S700).
이와 같이 보일러나 온수기를 포함하는 연소기기가 설치되는 환경에 따라 연도가 막혔음을 판단하는 기준값이 보정되도록 제어함으로써 연소기기가 설치되는 환경이 변할 때 연소기기가 정상적으로 작동할 때에도 연소기기 이상 신호를 발생시키게 되는 문제점을 방지할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 연소기기 설치 후 연소기기의 전원이 온(ON) 되면 시스템을 초기화하는 단계;
    연소기기 연도의 막힘을 판단하는 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계;및
    측정된 송풍기의 회전수와 재설정된 기준값을 비교하여 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 단계;
    를 포함하는 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 송풍기 회전수의 기준값을 재설정하는 단계는,
    표준 설치 상태에서 설정된 풍압의 단계에 대응하는 송풍기의 회전수를 저장하는 제1설정단계;와
    연소기기가 설치된 환경에서 송풍기가 동작할 수 있는 최대 회전수를 저장하는 제2설정단계;를 포함하는 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1설정단계는,
    표준 설치 상태에서 설정된 풍압을 기준으로 풍압을 최소값에서 최대값으로 변화시키면서 각 풍압의 단계에 따른 송풍기의 회전수를 저장하는 것을 특징으로 하는 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연소기기 연도의 막힘을 판단하는 단계는,
    측정된 송풍기의 회전수가 제1설정단계에서의 송풍기의 최대 회전수에 1000RPM을 더한 값 또는 제2설정단계에서의 송풍기의 최대 회전수를 초과하였을 경우 연소기기 연도가 막힌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연소기기의 연도 막힘 판단 보정방법.
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