WO2014104626A1 - 공기비례제어식 연소장치와 그 열량 조정방법 - Google Patents

공기비례제어식 연소장치와 그 열량 조정방법 Download PDF

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WO2014104626A1
WO2014104626A1 PCT/KR2013/011553 KR2013011553W WO2014104626A1 WO 2014104626 A1 WO2014104626 A1 WO 2014104626A1 KR 2013011553 W KR2013011553 W KR 2013011553W WO 2014104626 A1 WO2014104626 A1 WO 2014104626A1
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WO
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blower
wind pressure
speed
air
memory
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PCT/KR2013/011553
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Inventor
김시환
박수대
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주식회사 경동나비엔
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/60—Devices for simultaneous control of gas and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/04—Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught
    • F23N1/042—Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/04—Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion

Definitions

  • the present invention is an air proportional control type that can compensate for the air flow rate compared to the blower rotational speed according to the external situation, or the change in the situation in the air proportional control combustion device that controls the output heat by the rotation speed control of the blower (Pneumatic Gas / Air Ratio Control
  • the present invention relates to a combustion device and a calorie control method thereof.
  • Combustion apparatus is a device that heats the heating water or hot water used in a boiler or a water heater through a heat exchanger for heat generated by the burner's combustion of mixed air of gas and air. Is determined by the flow rate.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a combustion unit included in a conventional combustion device.
  • the air pipe 11 for supplying air to the fan 10 is connected to the blower 10, and the gas pipe 13 through which gas flows is a blower ( 10 is connected to the air pipe 11 at the front end of the blower 10, the mixed air mixed with gas and air flows into the blower (10).
  • a multistage valve 15 is provided at one side of the air pipe 11 through which the mixed air flows to control the amount of the mixed air flowing into the blower 10.
  • the mixed air delivered by the blower 10 is supplied to the burner 17 and burned, and the heat generated in the combustion process heats the direct water supplied to the combustion device through the heat exchanger 19 to produce hot water or heating water.
  • the amount of gas supplied to the blower 10 is controlled by the gas valve 21 provided on the gas pipe 13.
  • the amount of air is adjusted by controlling the rotation speed of the blower 10 itself, and the actual amount of air supplied to the blower 10 is measured proportionally by an air pressure sensor (APS) 23.
  • APS air pressure sensor
  • the calorific output of the combustion apparatus of the air proportional control method is determined by the flow rate of the mixed air, and the flow rate of the air is controlled by the rotation speed of the blower 10.
  • the problem is that the flow rate of the air may vary from combustion apparatus to combustion apparatus depending on the installation location (wet and dry region), installation altitude, and length of the year, so that the flow rate relative to the rotational speed of the blower 10 may vary from combustion apparatus to combustion apparatus. Furthermore, even in the same combustion device, since the flow rate may change depending on whether the year is blocked or the season, the flow rate relative to the rotational speed of the blower 10 may be continuously changed despite the same combustion device.
  • the above-mentioned patent discloses a water heater that can adjust the gas volume for all ranges of the air volume by directly controlling the gas proportional valve according to the air volume by using a low-cost AC blower, a gas proportional valve and a flow rate sensor. There is no compensation function.
  • An object of the present invention the air proportional control combustion apparatus that can output the correct calorie by compensating the influence of the external situation on the air flow rate relative to the blower rotation speed in the air proportional control combustion apparatus for controlling the output heat amount by the rotation speed control of the blower And its calorie control method.
  • Another object of the present invention by measuring and compensating the change in the air flow rate relative to the above blower rotation rate periodically and compensates for the change in the flow rate according to the external situation that is not fixed and the air proportional control combustion apparatus capable of outputting the correct amount of heat and The calorie control method is provided.
  • a method of adjusting a calorific value of an air proportional control combustion apparatus, the reference wind pressure for each output calorie output of the combustion apparatus and a reference rotation speed for outputting the reference wind pressure A blower adjusting first step of shutting off a gas supply flowing into the blower, driving the blower at the reference rotational speed, and measuring a wind pressure of air flowing into the blower using a wind pressure sensor; If the measured measured value is different from the reference wind pressure, the fan speed is varied until the measured value becomes the reference wind pressure, and then the variable speed is again stored as the reference speed in the memory. Blower adjustment second step; And controlling the blower to the reference speed stored again in the blower adjusting step to output the amount of heat requested by the user.
  • the first and second steps of adjusting the blower may be performed in a state in which all of the multistage valves controlling the amount of mixed air flowing into the blower are opened.
  • the reference speed stored in the memory may be maintained as it is and the second step may not be performed.
  • Air proportional combustion apparatus for delivering a mixture of gas and air air;
  • a gas valve provided on a gas pipe connected to the blower to control an amount of gas introduced into the blower;
  • a wind pressure sensor provided on an air pipe connected to the blower to measure a wind pressure of air introduced into the blower;
  • a memory storing a reference wind pressure for each output calorie of the combustion device and a reference speed for outputting the reference wind pressure;
  • a controller for controlling the blower at a reference speed stored in the memory to output the amount of heat requested by the user.
  • the control unit includes a blower adjusting unit. If the measured value of the wind pressure sensor read in a state in which the gas valve is closed and the blower is driven at the reference rotational speed is different from the reference wind pressure, the blower is adjusted until the measured value becomes the reference wind pressure. After changing the rotation speed, the variable rotation speed is stored in the memory again as the reference rotation speed.
  • the combustion apparatus of the present invention can output an accurate heat amount by controlling the output heat amount by controlling the rotation speed of the blower, compensating the influence of the external situation on the air flow rate compared to the blower speed.
  • the combustion apparatus of the present invention can output the correct amount of heat by compensating for the change in the flow rate according to the external situation that is not fixed by periodically measuring and compensating for the change in the air flow rate relative to the above fan speed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a combustion unit included in a conventional combustion device
  • FIG. 2 is a block diagram of a combustion apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart provided to explain the calorie control method of the combustion apparatus of the present invention.
  • the combustion apparatus 200 of the present invention includes a combustion unit 100, a memory 201, and a controller 210.
  • the combustion apparatus 200 of FIG. 2 is not essential to the description of the present invention, and may, of course, further include a user interface.
  • the combustion unit 100 may be a combustion unit having another structure in addition to the structure illustrated in FIG. 1. However, an air proportional control method is applied to output the entire combustion apparatus 200 through the rotation speed control of the blower 10. It is sufficient if the calories are controlled.
  • the memory 201 stores a reference wind pressure (Ref.APS) for each output calorie and a combustion table in which reference rotation speed (Ref.RPM) information for outputting the reference wind pressure (Ref.APS) is recorded.
  • the output heat amount of the combustion device 200 is controlled by the air flow rate, that is, the wind pressure measured by the wind pressure sensor 23 according to the air proportional control method.
  • the reference wind pressure (Ref. APS) is the wind pressure corresponding to the flow rate of the air for producing the output calorie
  • the reference rotation speed (Ref. RPM) is the number of revolutions of the blower (10) preset to give the wind pressure.
  • the memory 201 stores the maximum critical rotational speed (Max. RPM) for each output calorific value.
  • the maximum critical RPM (Max. RPM) is the maximum value at which the reference speed (Ref.RPM) can be corrected during the blower adjustment process described below, and is determined for each output calorie value.
  • the control unit 210 includes a combustion control unit 211 and a blower adjusting unit 213 to perform a general blower adjusting function of the present invention as well as the overall operation of the combustion device 200 of the present invention.
  • the combustion control unit 211 reads the reference speed (Ref.RPM) mapped to the heat amount from the memory 201 to output the heat amount requested by the user, and then blows the blower 10 into the reference speed (Ref. RPM).
  • the combustion control unit 211 may apply the arithmetic additionally calculated from the reference speed (Ref.RPM), but the reference of the control is the reference speed (Ref.RPM) mapped to the calorific value )go.
  • the blower adjusting unit 213 performs a blower adjusting function characteristic of the present invention. The operation of the blower adjusting unit 213 will be described with reference to FIG. 3.
  • the blower adjusting function of the present invention is to solve the problem that even though the blower 10 is driven at a preset reference speed (Ref. RPM), the corresponding reference wind pressure (Ref.APS) does not come out and the desired heat quantity is not output as a result.
  • the air flow rate varies depending on the installation location (wet and dry areas), installation altitude, year length, year blockage or season, etc., depending on the combustion device and does not remain constant even with the same combustion device. Therefore, it is a function to continuously correct the reference speed (Ref.RPM) by periodically correcting this.
  • the combustion control unit 211 does not operate while the blower adjusting function is performed.
  • the blower adjusting unit 213 determines whether to enter a preset blower adjusting mode. When the blower adjusting mode is entered, the following blower adjusting step is performed. Entering the blower adjustment mode may be performed only when the combustion device 200 is first installed, but according to an embodiment, it may be necessary to compensate for the change of the external environment by periodically, for example, every 30 days.
  • the blower adjusting unit 213 closes the gas valve 21 to block the gas supply flowing into the blower 10, and opens the multistage valve 15.
  • the multistage valve 15 is fully open, but in the case of a two-stage valve, two-stage opening is performed, and in the case of a three-stage valve, three-stage opening is performed.
  • the multi-stage valve 15 is not necessarily applied to the combustion unit 100 of the present invention, and a single-stage valve may be applied instead of the multi-stage valve 15 according to the embodiment. Accordingly, only the air, not the mixed air, is supplied to the blower 10, and the delivery capacity of the blower 10 may be checked according to the rotation speed control of the blower adjusting unit 213 (S303).
  • the blower adjusting unit 213 reads the wind pressure (Act. APS) measured by the wind pressure sensor 23 while driving the blower 10 at one of the reference revolutions (Ref.RPM) stored in the memory 201 (S305). .
  • the blower adjusting unit 213 determines whether the wind pressure (Act. APS) measured in step S305 is the same as or similar to the reference wind pressure (Ref.APS) (S307), and the measured wind pressure (Act. APS) and the reference wind pressure (Ref). If the difference in the .APS) is within the threshold range, it is determined as a normal state (S309).
  • step S307 if the difference between the measured wind pressure (Act. APS) and the reference wind pressure (Ref.APS) is out of the critical range, the situation of the year and the environment such as the season are known as reference rotation speeds (Ref.RPM). Is different from when it was set. Accordingly, the blower adjusting unit 213 continuously varies the rotation speed for driving the blower 10 so that the measured wind pressure Act.APs read from the wind pressure sensor 23 matches the reference wind pressure Ref.APS within a critical range. (S311, S313).
  • the correction value (current rotation speed) for the reference rotation speed is determined, and the blower adjusting unit 213 corrects. It is determined whether the 'speed change rate' according to the value is greater than the 'calorie correction threshold correction rate'.
  • the 'speed change rate' refers to a ratio of the correction value (the current speed determined in step S313) to the reference speed, for example, if the reference speed is 100 and the correction value (the current speed) is 120, the speed change rate Becomes 120%.
  • the 'calorie correction threshold correction rate' is a threshold for applying only a correction exceeding a certain range, and is set as the minimum value of the rotation rate change rate to which the correction is applied. For example, when the 'calorie correction threshold correction rate' is 103%, if the rotation rate change rate is less than 103% and stops without applying the calorie correction (S315).
  • step S315 when the rate of change of revolution is equal to or greater than the calorie correction threshold correction rate, it is determined that the reference speed is required to be corrected, and the reference speed (Ref.RPM) stored in the memory 201 is corrected to the current speed. Thus, the blower correction is completed (S317).
  • step S315 when the rate of change of revolution is less than the calorie correction threshold correction rate, it is determined that the correction for the reference revolution is unnecessary, and maintains the reference revolution (Ref.RPM) stored in the memory 201 as it is and performs correction. Not.
  • Ref.RPM reference revolution
  • the blower adjusting part 213 determines that correction with respect to a reference
  • the combustion control unit 211 controls the blower 10 to the reference speed (Ref. RPM) stored again by the blower adjusting method of FIG. 3 to output the heat amount requested by the user. Therefore, even if there is a situation change such as a season is changed or the year is gradually blocked according to use, the combustion device 200 can output the heat amount requested by the user as it is.
  • the blower correction method of FIG. 3 may be based on a maximum reference wind pressure (Max.Ref.APS) mapped to the maximum output calorific value of the combustion device 200. Accordingly, based on the corrected maximum reference wind pressure (Max.Ref.APS), it is possible to proportionally readjust the reference wind pressure (Ref.APS) for each output calorie.
  • Max.Ref.APS maximum reference wind pressure
  • Ref.APS reference wind pressure

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Abstract

공기비례제어식 연소장치와 그 열량 조정방법이 개시된다. 송풍기의 회전수 제어로 출력 열량을 제어하는 본 발명의 연소장치는 설치장소나 연도 막힘, 계절 등의 변화와 같은 외부 상황 또는 그 상황 변화에 따른 송풍기 회전수 대비 공기 유속의 변화를 보상할 수 있다. 이를 위해, 연소장치는 가스 공급을 차단한 상태에서 기준 회전수(Ref.RPM)로 송풍기를 구동시킨 후에 측정한 풍압(Act.APS)과 기준 풍압(Ref.RPM)에 차이가 있을 경우, 회전수를 가변시키면서 그 차이를 보상하고 가변된 회전수를 새로운 기준 회전수로 적용한다.

Description

공기비례제어식 연소장치와 그 열량 조정방법
본 발명은 송풍기의 회전수 제어로 출력 열량을 제어하는 공기비례제어식 연소장치에서 외부 상황, 또는 그 상황 변화에 따른 송풍기 회전수 대비 공기 유속을 보상할 수 있는 공기비례제어식(Pneumatic Gas/Air Ratio Control) 연소장치와 그 열량 조정방법에 관한 것이다.
연소장치는 가스와 공기의 혼합공기를 버너가 연소시켜 생성한 열을 열교환기를 통해 보일러 또는 온수기 등에 사용되는 난방수 또는 온수를 가열하는 장치로서, 공기비례제어 방식은 연소장치가 생성하는 열량이 공기의 유속에 의해 결정되는 방식이다.
도 1은 종래의 연소장치에 포함된 연소부의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1의 연소부(100)를 참조하면, 송풍기(Fan)(10)로 공기를 공급하는 공기 배관(11)은 송풍기(10)에 연결되고, 가스가 유동하는 가스배관(13)은 송풍기(10)의 전단에서 공기 배관(11)에 연결됨으로써 송풍기(10)에는 가스와 공기가 혼합된 혼합공기가 유입된다. 혼합공기가 유동하는 공기 배관(11)의 일측에는 다단밸브(15)가 마련되어 송풍기(10)으로 유입되는 혼합공기의 양을 제어한다. 송풍기(10)에 의해 배송되는 혼합공기는 버너(17)로 공급되어 연소되고, 연소과정에서 발생한 열은 열교환기(19)를 통해 연소장치로 공급되는 직수를 가열하여 온수나 난방수를 만든다.
송풍기(10)으로 공급되는 가스의 양은 가스배관(13) 상에 마련된 가스 밸브(21)에 의해 제어된다. 공기의 양은 송풍기(10) 자체의 회전수를 제어함으로써 조정하고, 송풍기(10)에 공급되는 실제 공기의 양은 풍압센서(APS: Air Pressure Sensor)(23)에 의해 비례적으로 계측된다. 앞서 설명한 바와 같이, 공기비례제어 방식의 연소장치의 열량 출력은 혼합 공기의 유속에 의해 결정되고, 그 공기의 유속은 송풍기(10)의 회전수에 의해 제어되는 방식이다.
문제는 공기의 유속이 설치장소(습한 지역과 건조한 지역)나 설치 고도, 연도의 길이에 따라 연소장치마다 달라질 수 있어서 송풍기(10)의 회전수 대비 유속이 연소장치마다 달라질 수 있다는 것이다. 나아가, 동일한 연소장치라 하더라도 연도의 막힘 여부나 계절 등에 따라 유속이 변할 수 있기 때문에, 동일한 연소장치임에도 불구하고 송풍기(10)의 회전수 대비 유속이 계속 달라질 수 있다는 것이다.
따라서 연소장치의 출력 열량을 정확히 제어하기 위해서는 설치시뿐만 아니라, 주기적으로 송풍기(10)의 회전수 대비 유속을 측정하고 보정할 필요가 있다.
[관련 기술 문헌]
대한민국 공개특허 제10-2003-0041366호 공기비례제어 온수기.
상기 공개특허는 저가의 AC 송풍기와 가스비례밸브와 풍량센서를 사용하여 풍량에 따라 가스비례밸브를 직접 제어하여 풍량의 모든 범위에 대해서 가스량을 맞출 수 있는 온수기를 개시하고 있으나, 여전히 외부 환경에 대한 보상 기능은 없다.
본 발명의 목적은, 송풍기의 회전수 제어로 출력 열량을 제어하는 공기비례제어식 연소장치에서 송풍기 회전수 대비 공기 유속에 대한 외부 상황의 영향을 보상하여 정확한 열량을 출력할 수 있는 공기비례제어식 연소장치와 그 열량 조정방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 이상의 송풍기 회전수 대비 공기 유속의 변화를 주기적으로 측정하고 보상함으로써 고정되지 않고 변하는 외부 상황에 따른 유속의 변화를 보상하여 정확한 열량을 출력할 수 있는 공기비례제어식 연소장치와 그 열량 조정방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기비례제어식 연소장치의 열량 조정방법은, 메모리에 상기 연소장치의 출력 열량별 기준 풍압과, 상기 기준 풍압 출력을 위한 기준 회전수가 저장되는 단계; 송풍기로 유입되는 가스 공급을 차단하고 상기 기준 회전수로 상기 송풍기를 구동하고 풍압센서를 이용하여 상기 송풍기로 유입되는 공기의 풍압을 측정하는 송풍기 조정 제1 단계; 상기 측정한 측정값이 상기 기준 풍압과 다를 경우, 상기 측정값이 상기 기준 풍압이 될 때까지 상기 송풍기 회전수를 가변시킨 다음, 상기 가변된 회전수를 상기 기준 회전수로 상기 메모리에 다시 저장하는 송풍기 조정 제2 단계; 및 사용자에 의해 요청된 열량을 출력하기 위해, 상기 송풍기 조정 단계에서 다시 저장된 기준 회전수로 상기 송풍기를 제어하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따라, 상기 송풍기 조정 제1 및 제2 단계는, 상기 송풍기로 유입되는 혼합공기의 양을 제어하는 다단밸브를 모두 개방한 상태에서 수행되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 송풍기 조정 제1 단계에서의 측정값과 상기 기준 풍압의 차이가 임계범위 내에 있을 경우, 상기 메모리에 저장된 기준 회전수를 그대로 유지하고 상기 제2 단계를 수행하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기비례제어식 연소장치는, 가스와 공기의 혼합공기를 배송하는 송풍기; 상기 송풍기에 연결된 가스배관 상에 마련되어 상기 송풍기로 유입되는 가스의 양을 제어하는 가스 밸브; 상기 송풍기에 연결된 공기배관 상에 마련되어 상기 송풍기로 유입되는 공기의 풍압을 측정하는 풍압센서; 상기 연소장치의 출력 열량별 기준 풍압과, 상기 기준 풍압 출력을 위한 기준 회전수가 저장된 메모리; 및 사용자에 의해 요청된 열량을 출력하기 위해, 상기 메모리에 저장된 기준 회전수로 상기 송풍기를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 송풍기조정부를 포함한다. 송풍기조정부는, 상기 가스 밸브를 닫고 상기 기준 회전수로 상기 송풍기를 구동한 상태에서 읽어 온 상기 풍압센서의 측정값이 상기 기준 풍압과 다를 경우, 상기 측정값이 상기 기준 풍압이 될 때까지 상기 송풍기 회전수를 가변시킨 다음, 상기 가변된 회전수를 상기 기준 회전수로 상기 메모리에 다시 저장한다.
본 발명의 연소장치는 송풍기의 회전수 제어로 출력 열량을 제어하면서, 송풍기 회전수 대비 공기 유속에 대한 외부 상황의 영향을 보상하여 정확한 열량을 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 연소장치는 이상의 송풍기 회전수 대비 공기 유속의 변화를 주기적으로 측정하고 보상함으로써 고정되지 않고 변하는 외부 상황에 따른 유속의 변화를 보상하여 정확한 열량을 출력할 수 있다.
도 1은 종래의 연소장치에 포함된 연소부의 일 예를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 연소장치의 블록도, 그리고
도 3은 본 발명의 연소장치의 열량 조정방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 연소장치(200)는 연소부(100)와, 메모리(201) 및 제어부(210)를 포함한다. 도 2의 연소장치(200)는 본 발명의 설명에 필수적인 것이 아닌 것은 생략하였으며, 당연히 사용자 인터페이스 등을 더 구비할 수 있다.
연소부(100)는 도 1에 예시적으로 도시된 구조 이외에도 다른 구조의 연소부도 가능하며, 다만 공기비례제어 방식이 적용되어 송풍기(10)의 회전수 제어를 통해 연소장치(200) 전체의 출력 열량이 제어되는 것이면 족하다.
메모리(201)에는 출력 열량별 기준 풍압(Ref.APS)과, 기준 풍압(Ref.APS) 출력을 위한 기준 회전수(Ref.RPM) 정보가 기록된 연소 테이블이 저장된다. 앞서 설명한 바와 같이, 연소장치(200)의 출력 열량은 공기비례제어 방식에 따라 공기의 유속, 즉 풍압센서(23)로 측정하는 풍압으로 제어한다. 여기서, 기준 풍압(Ref.APS)은 해당 출력 열량을 내기 위한 공기의 유속에 해당하는 풍압이고, 기준 회전수(Ref.RPM)는 해당 풍압을 내는 것으로 기 설정된 송풍기(10)의 회전수이다.
그 밖에도, 메모리(201)에는 출력 열량별 최고 임계 회전수(Max. RPM)가 저장된다. 최고 임계 회전수(Max. RPM)는 아래에서 설명될 송풍기 조정과정에서 기준 회전수(Ref.RPM)가 보정될 수 있는 최고치로서 출력 열량별로 정해진다.
제어부(210)는 연소제어부(211)와 송풍기조정부(213)를 포함하여, 본 발명의 연소장치(200)의 전반적인 동작뿐만 아니라 본 발명의 특징적인 송풍기 조정기능을 수행한다.
연소제어부(211)는 사용자에 의해 요청된 열량을 출력하기 위해, 메모리(201)로부터 해당 열량에 매핑된 기준 회전수(Ref.RPM)를 읽어 와, 송풍기(10)를 기준 회전수(Ref.RPM)로 구동한다. 물론, 제어방식에 따라 연소제어부(211)는 기준 회전수(Ref.RPM)로부터 산술적으로 추가 계산된 회전수를 적용할 수 있으나, 제어의 기준은 해당 열량에 매핑된 기준 회전수(Ref.RPM)가다.
송풍기조정부(213)는 본 발명의 특징적인 송풍기 조정 기능을 수행한다. 송풍기조정부(213)의 동작은 도 3을 기준으로 설명한다.
본 발명의 송풍기 조정 기능은 기 설정된 기준 회전수(Ref.RPM)로 송풍기(10)를 구동하더라고 해당 기준 풍압(Ref.APS)이 나오지 않고 결과적으로 원하는 열량이 출력되지 않는 문제를 해결하는 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 공기의 유속이 설치장소(습한 지역과 건조한 지역), 설치 고도, 연도의 길이, 연도의 막힘 여부 또는 계절 등에 따라 연소장치마다 달라지고 동일한 연소장치라 하더라도 일정하게 유지되지 않고 변하게 되므로, 이를 주기적으로 보정하여 기준 회전수(Ref.RPM)를 계속 수정하는 기능이다. 송풍기 조정 기능이 수행되는 중에는 연소제어부(211)는 동작하지 아니한다.
<송풍기 조정 모드; S301>
도 3을 참조하면, 송풍기조정부(213)는 기 설정된 송풍기 조정모드에 진입하는지 여부를 판단한다. 송풍기 조정모드에 진입하면, 이하의 송풍기 조정단계가 수행된다. 송풍기 조정모드 진입은 연소장치(200)가 최초 설치된 때에만 수행할 수도 있으나, 실시 예에 따라서는 주기적으로, 예컨대 30일 주기로 실시하여 외부 환경의 변화를 보상할 필요도 있다.
<송풍기 조정 제1 단계; S303, S305>
송풍기 조정모드에 해당하는 경우, 송풍기조정부(213)는 먼저 가스 밸브(21)를 닫아 송풍기(10)로 유입되는 가스 공급을 차단하고, 다단밸브(15)는 모두 연다. 다단밸브(15)는 완전 개방하는데, 2단 밸브인 경우에 2단 개방을 실시하고, 3단 밸브인 경우에는 3단 개방한다. 다만, 본 발명의 연소부(100)에 반드시 다단밸브(15)가 적용되어야 하는 것은 아니며, 실시 예에 따라 다단밸브(15)를 대신하여 1단 밸브가 적용될 수도 있다. 이에 따라, 송풍기(10)로는 혼합공기가 아닌 공기만 공급되며, 송풍기조정부(213)의 회전수 제어에 따른 송풍기(10)의 배송 능력을 체크할 수 있다(S303).
송풍기조정부(213)는 메모리(201)에 저장된 기준 회전수(Ref.RPM) 중 하나로 송풍기(10)를 구동하면서, 풍압센서(23)가 측정한 풍압(Act. APS)을 읽어 온다(S305).
<송풍기 조정 제2 단계; S307 내지 S321>
송풍기조정부(213)는 S305 단계에서 측정한 풍압(Act. APS)이 기준 풍압(Ref.APS)과 동일하거나 유사한지 여부를 판단하고(S307), 측정 풍압(Act. APS)과 기준 풍압(Ref.APS)의 차이가 임계범위 내에 있으면 정상상태로 판단한다(S309).
S307 단계의 판단결과, 측정 풍압(Act. APS)과 기준 풍압(Ref.APS)의 차이가 임계범위를 벗어나면, 연도의 상황이나, 계절 등의 환경이 기존의 기준 회전수(Ref.RPM)가 설정된 때와 달라졌음을 의미한다. 따라서 송풍기조정부(213)는 풍압센서(23)에서 읽어 온 측정 풍압(Act. APS)이 기준 풍압(Ref.APS)과 임계범위 내에서 일치하도록 송풍기(10)를 구동시키는 회전수를 계속 가변시킨다(S311, S313).
다시 측정 풍압(Act. APS)과 기준 풍압(Ref.APS)의 차이가 임계범위 내에서 일치하면 기준 회전수에 대한 보정값(현재의 회전수)이 정해진 것으로 보고, 송풍기조정부(213)는 보정에 따른 '회전수 변화율'이 '열량보정 임계 보정율'보다 큰 값인지 여부를 판단한다. 여기서, '회전수 변화율'은 기준 회전수 대비 보정값(S313 단계에서 정해진 현재 회전수)의 비율을 말하는 것으로, 예컨대 기준 회전수가 100이고, 보정값(현재 회전수)이 120이면, 회전수 변화율은 120%가 된다. '열량보정 임계 보정율'은 일정 범위를 넘는 보정만 적용하기 위한 임계값으로서 보정을 적용할 회전수 변화율의 최소값으로 정한다. 예컨대 '열량보정 임계 보정율'이 103%인 경우, 회전수 변화율이 103%미만이 되면 열량 보정을 적용하지 않고 중지한다(S315).
S315 단계의 판단결과, 회전수 변화율이 열량보정 임계 보정율 이상이면, 기준 회전수에 대한 보정이 필요한 것으로 보고, 메모리(201)에 저장된 기준 회전수(Ref.RPM)를 현재의 회전수로 보정함으로써 송풍기 보정을 완료한다(S317).
S315 단계의 판단결과, 회전수 변화율이 열량보정 임계 보정율 미만이면, 기준 회전수에 대한 보정이 불필요한 것으로 보고, 메모리(201)에 저장된 기준 회전수(Ref.RPM)를 그대로 유지하고 보정을 수행하지 아니한다.
또한, 만약 S311 및 S313 단계가 진행되면서 해당 출력열량의 최고 임계 회전수(Max. RPM)가 적용된 상태에서도 측정 풍압(Act. APS)과 기준 풍압(Ref.APS)의 차이가 다시 임계범위 내에서 일치하지 않으면, 송풍기조정부(213)는 기준 회전수에 대한 보정이 불가능한 것으로 판단한다. 따라서, 송풍기조정부(213)는 연소장치(200)의 최고 임계 회전수(Max. RPM)를 해당 열량 제어를 위한 회전수로 적용하여 메모리(201)의 기준 회전수(Ref.RPM)를 변경한다(S319).
이상의 방법으로 본 발명의 연소장치의 열량 보정 방법이 수행된다. 연소제어부(211)는 사용자로부터 요청된 열량을 출력하기 위해, 도 3의 송풍기 조정방법에 의해 다시 저장된 기준 회전수(Ref.RPM)로 송풍기(10)를 제어하게 된다. 따라서, 계절이 바뀌거나 사용에 따라 연도가 점점 막히는 등의 상황 변화가 있더라도, 연소장치(200)는 사용자가 요청한 열량을 그대로 출력할 수 있게 된다.
<실시 예>
실시 에에 따라, 도 3의 송풍기 보정방법은 연소장치(200)의 최고 출력 열량에 매핑된 최고 기준 풍압(Max.Ref.APS)을 기준으로 할 수 있다. 이에 따라 보정된 최고 기준 풍압(Max.Ref.APS)을 기초로 각 출력 열량별 기준 풍압(Ref.APS)를 비례적으로 재조정할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (6)

  1. 공기비례제어식 연소장치에 있어서,
    가스와 공기의 혼합공기를 배송하는 송풍기;
    상기 송풍기에 연결된 가스배관 상에 마련되어 상기 송풍기로 유입되는 가스의 양을 제어하는 가스 밸브;
    상기 송풍기에 연결된 공기배관 상에 마련되어 상기 송풍기로 유입되는 공기의 풍압을 측정하는 풍압센서;
    상기 연소장치의 출력 열량별 기준 풍압과, 상기 기준 풍압 출력을 위한 기준 회전수가 저장된 메모리; 및
    사용자에 의해 요청된 열량을 출력하기 위해, 상기 메모리에 저장된 기준 회전수로 상기 송풍기를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 가스 밸브를 닫고 상기 기준 회전수로 상기 송풍기를 구동한 상태에서 읽어 온 상기 풍압센서의 측정값이 상기 기준 풍압과 다를 경우, 상기 측정값이 상기 기준 풍압이 될 때까지 상기 송풍기 회전수를 가변시킨 다음, 상기 가변된 회전수를 상기 기준 회전수로 상기 메모리에 다시 저장하는 송풍기조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기비례제어식 연소장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송풍기로 유입되는 혼합공기의 양을 제어하는 다단밸브를 더 포함하고,
    상기 송풍기조정부의 동작은 상기 다단밸브를 모두 개방한 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공기비례제어식 연소장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송풍기조정부는, 상기 가스 밸브를 닫고 상기 기준 회전수로 상기 송풍기를 구동한 상태에서 읽어 온 상기 풍압센서의 측정값과 상기 기준 풍압의 차이가 임계범위 내에 있을 경우, 상기 메모리에 저장된 기준 회전수를 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 공기비례제어식 연소장치.
  4. 공기비례제어식 연소장치의 열량 조정방법에 있어서,
    메모리에 상기 연소장치의 출력 열량별 기준 풍압과, 상기 기준 풍압 출력을 위한 기준 회전수가 저장되는 단계;
    송풍기로 유입되는 가스 공급을 차단하고 상기 기준 회전수로 상기 송풍기를 구동하고 풍압센서를 이용하여 상기 송풍기로 유입되는 공기의 풍압을 측정하는 송풍기 조정 제1 단계;
    상기 측정한 측정값이 상기 기준 풍압과 다를 경우, 상기 측정값이 상기 기준 풍압이 될 때까지 상기 송풍기 회전수를 가변시킨 다음, 상기 가변된 회전수를 상기 기준 회전수로 상기 메모리에 다시 저장하는 송풍기 조정 제2 단계; 및
    사용자에 의해 요청된 열량을 출력하기 위해, 상기 송풍기 조정 단계에서 다시 저장된 기준 회전수로 상기 송풍기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기비례제어식 연소장치의 열량 조정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 송풍기 조정 제1 및 제2 단계는,
    상기 송풍기로 유입되는 혼합공기의 양을 제어하는 다단밸브를 모두 개방한 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공기비례제어식 연소장치의 열량 조정방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 송풍기 조정 제1 단계에서의 측정값과 상기 기준 풍압의 차이가 임계범위 내에 있을 경우, 상기 메모리에 저장된 기준 회전수를 그대로 유지하고 상기 제2 단계를 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 공기비례제어식 연소장치의 열량 조정방법.
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