(57)【要約】【目的】安定的かつ精密に温度制御できるのみならず燃料費も節減できるボイラー暖房制御方法を提供する。【構成】ボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて循環ポンプを稼働させる前に暖房配管に循環される暖房水の流量を検出して暖房使用面積を予め把握した後、コントローラでボイラーの最大容量を暖房使用面積に適するよう調整し、調整された最大熱量によって比例制御するボイラー暖房制御方法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房水流量に関連して各ルームの熱量を調節する流量センサによるボイラー暖房制御方法において、
ボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて暖房配管に循環される暖房水の流量を検出して暖房使用面積を把握する段階と、
前記暖房水の流量によって把握された暖房使用面積とコントローラに設定されたボイラーの容量とが一致するか比較判断する段階と、
前記コントローラで暖房水の流量で最大容量を判断して、これによる最大／最小熱量値に換算する段階と、
前記コントローラでボイラーの容量に対する最大／最小熱量値を暖房使用面積に適するよう調整し、調整された最大／最小熱量による比例制御公式に基づき比例制御する段階と、を含めてなることを特徴とする流量センサによるボイラー暖房制御方法。
【請求項２】
ボイラーのコントローラで暖房運転による循環ポンプの稼働時、ボイラーの循環ポンプに異常が発生した場合、流量センサに流量が検出されないことから、循環ポンプの異常をコントローラで判断する段階と、
前記コントローラで循環ポンプの異常によるボイラーの安全遮断と室内温度調節器に転送して異常状態を表示する段階を含めてなることを特徴とする流量センサによるボイラー暖房制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、流量センサによるボイラー暖房制御方法に係り、より詳しくはボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて循環ポンプを稼働させる前に暖房配管に循環される暖房水の流量を検出して暖房使用面積を予め把握した後、コントローラでボイラーの最大容量を暖房使用面積に適するよう調整し、調整された最大熱量によって比例制御されるよう制御できる流量センサによるボイラー暖房制御方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
一般に使用されるコンデンシングガスボイラーの一例を説明すれば、上部にバーナを設けて空気と混合されたガスを点火及び下向燃焼させ、その下部に設けられた暖房熱交換器において高温燃焼ガスを用いて流体（あるいは暖房水）を加熱し、このように暖まった流体を部屋及び居間に循環させることにより暖房運転を実施する。
【０００３】
また、温水運転時は三方バルブを作動させ部屋及び居間に供給される温水を遮断し、並列に設けられた給湯熱交換器に転換供給してこれを加熱源として使用し、遮断及び接触された給湯熱交換器の他の部分に給湯用温水を供給及び還水しつつ加熱し、暖まった温水を洗面及びお風呂用として使用する。
【０００４】
このように構成されるガスボイラーは制御方式や密閉状態によって色々の形式に分けられ、特に空気比例制御方式は外部から流入する空気の圧力を測定した後、測定された空気圧力に比例して前記バーナに燃料を供給するので、流入する空気圧力に比例して正確な量の燃料を供給することにより、燃焼効率を高め有害ガスの排出を最大限抑えて環境汚染を防止することができる。
【０００５】
すなわち、ガス量を調節する変数が空気圧力にだけ依存して変化するため、ガスバルブの比例制御部分を別に制御しなくても一定空気圧力に対する一定量のガスが吐き出されて常に一定した空気比を有しているので、オン／オフ式や電流比例制御方式とは違って正確に比例制御できるようになる。
【０００６】
このような空気比例制御式ボイラーに対しては、本出願人により”空気比例制御式コンデンシングボイラー”の名称で出願されて韓国特許公開（公開番号１０−２０００−２６７４１、２０００．５．１５）されて登録（特許番号第２７０９００号、２０００．８．８登録）がなされている。
【０００７】
図５は一般の空気比例制御コンデンシングボイラーを示す構成図であり、図６は一般の空気比例制御コンデンシングボイラーの構成を示すブロック図である。まず図５に示した通り、コンデンシングガスボイラーは外気の温度変化に応じて空気圧力を調節して常に一定量の空気が供給されるようにする空気比例制御方式で運転される。その全体的な構成を見れば、ＤＣ送風機１０の作動によって外気を吸込む吸気ダクト３及び燃焼された排気ガスを外部に排出する排気ダクト２０が備えられている密閉型本体２と；第１及び第２電磁バルブ４６、４６’と空気比例制御バルブ４７を介して供給されるガスとＤＣ送風機１０により吸込まれた空気との混合気を燃焼するバーナ１２及び暖房水を加熱する顕熱部熱交換器１４と、潜熱部熱交換器１６が一体的に組立てられている燃焼器４と；顕熱部熱交換器１４を通過しながら加熱された暖房水により給水を加熱する温水熱交換器３４と；暖房水濾過器２４と気水分離器２６を通過した暖房水を前記潜熱部熱交換器１６に供給する循環ポンプ２２と；３ウェイバルブ２８及び過圧防止バルブ３２の作動によって流入される暖房水の一部を保存する膨張タンク４８と；からなる。
【０００８】
また、空気比例制御のため、吸込チャンバー６に設けられＤＣ送風機１０により吸込まれる空気圧力を感知する空気圧力検出部５３が設けられ、空気比例制御バルブ４７の圧力認識部５１から圧力を入力すれば、コントローラ４０は空気圧力認識部５１で感知された空気圧力に基づき引き出されたガスでボイラーを燃焼させ、温度センサの信号を受けて設定温度に到達したかどうかのデータで熱量を計算して、ＤＣ送風機１０の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させ、空気比例制御バルブ４７のガス吐出量を調節してバーナ１２に供給されるガス量を調節することになる。
【０００９】
これをさらに詳述すれば、燃焼器４の上部にはＤＣ送風機１０の作動によって吸込チャンバー６を通して吸込まれた給気とガスを燃焼させるバーナ１２が設けられており、バーナ１２の下方には順番に、顕熱部熱交換器１４と潜熱部熱交換器１６が配置されている。顕熱部熱交換器１４はバーナ１２から発生された顕熱が直接的に接触され熱交換される過程で暖房水を加熱し、潜熱部熱交換器１６は排気ガスとの熱接触時に発生する潜熱を用いて暖房水を加熱させる。
【００１０】
潜熱部熱交換器１６を通過した排気ガスは排気ダクト２０を通して外部に放出され、熱交換過程で発生した凝縮水は排気フード１８に集まった後外部に排出される。循環ポンプ２２の作動によって潜熱部熱交換器１６と顕熱部熱交換器１４を順番に通過しながら加熱された暖房水の温度はサーミスタ５２により感知されコントローラ４０に送られる。
【００１１】
ボイラーの左側下部には暖房水を循環させる循環ポンプ２２が配置されている。循環ポンプ２２が作動されると、室内の暖房を終えた暖房水はラインＬ１を介して暖房水濾過器２４に流入する。暖房水濾過器２４では暖房水に含まれている不純物を除去し、濾過された暖房水は上部の気水分離器２６に送られる。気水分離器２６は暖房水に含まれている空気を排出するためのもので、上部のエアベントを通して空気を排出するようになる。
【００１２】
暖房水濾過器２４と気水分離器２６との間には暖房水の圧力が過度に上昇することを防ぐための過圧防止バルブ３２が設けられていて、暖房水の一部を膨張タンク４８に送って圧力を調節する。気水分離器２４を通過した暖房水は循環ポンプ２２の作動によりラインＬ２を介して潜熱部熱交換器１６に供給された後、顕熱部熱交換器１４を通過しながら加熱されラインＬ３に排出される。ラインＬ３を通して排出された暖房水は３ウェイバルブ２８の作動によって室内に供給される。
【００１３】
ボイラーの中間下部には暖房水の熱を用いて温水を得る熱交換器が図示されている。温水流れスイッチ３６の作動によってラインＬ６を介して流入した冷水は温水熱交換器３４を通過する過程で加熱された後、ラインＬ７を介して排出される。温水熱交換器３４は並列型構造からなっていて、制御される温度の偏差範囲をより小領域に設定することによりボイラーの運転領域を高めて有害ガスの排出を最大限抑えることができる。
【００１４】
ボイラーの右側下部にはガス供給装置が設けられている。第１及び第２電磁バルブ４６、４６’を始め、コントローラ４０から伝達されるＤＣ送風機１０の出力信号に応じてＤＣ送風機１０の回転数をデューティ制御しつつガスの吐出量を可変させる空気比例制御バルブ４７の作動によってラインＬ８を介して流入したガスはラインＬ９を介して燃焼器４の上部のノズル８に供給される。この際、ガスの供給量は空気比例制御バルブ４７の作動により可変されることにより外気の変化に伴う供給量を補償する。このように供給されたガスは点火トランス４２及び点火棒を通して伝達されるスパークによって点火され燃焼されるが、このような一連の燃焼過程は使用者が操作する室内温度調節器３８の入力信号を受けるコントローラ４０により制御される。
【００１５】
次いで、図６に示したブロック図に基づき、空気比例制御式のコンデンシングボイラーに対する作動過程を説明する。
コントローラ４０はサーミスタ５２により感知された暖房水温度と、使用者により選択された希望室内温度や希望作動時間などの各種入力信号を土台に最適の空然比に基づいた燃料量を計算する。次いで、計算された燃料量に基づき無段制御ＤＣ送風機１０に信号を送ってデューティ制御することにより空気圧力の変化に伴ってバーナ１２に供給される燃料の量を最適に制御する。コントローラ４０はＤＣ送風機１０以外も、第１及び第２電磁バルブ４６、４６’や点火トランス４２などに出力信号を送ってボイラーの正常的な運転を可能にする。
【００１６】
以上のように空気比例制御ボイラーでは熱量を計算してＤＣ送風機１０の回転数をデューティ制御して必要な分だけの回転数で空気圧力を変化させると、空気圧力の変化に伴って空気比例制御バルブ４７のガス吐出量を調節してバーナ１２に供給されるガス量を調節するようになる。
【００１７】
すなわち、従来は使用暖房面積が広ければ広いほど大容量のボイラーを設けて、その容量に合わせて暖房制御されるよう設計されているが、そのボイラーは使用する使用者の個人差や季節によって使用者が駆動されるボイラーの暖房配管バルブを全て開けて使用しないことから実際使用する暖房面積よりボイラーの容量が大きくて、ボイラーが比例制御されず熱量過多によって過熱される現象と過多な熱量によって燃料が濫用される問題点がある。
【００１８】
また、循環ポンプに異常が発生して作動されない場合は暖房水が循環されない状態でボイラーが作動されて過熱する問題点と、暖房水が循環されなくてボイラーだけがオン／オフを繰り返して燃料が浪費される問題点がある。
【００１９】
【発明の目的】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、ボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて循環ポンプを稼働させる前に暖房配管に循環される暖房水の流量を検出して暖房使用面積を予め把握した後、コントローラでボイラーの最大容量を暖房使用面積に適するよう調整し、調整された最大熱量により比例制御されるよう制御した流量センサによるボイラー暖房制御方法を提供することにある。
【００２０】
【発明の概要】
前述した目的を達成するために、暖房水流量に関連して各ルームの熱量を調節する流量センサによるボイラー暖房制御方法において、ボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて暖房配管に循環される暖房水の流量を検出して暖房使用面積を把握する段階と、前記暖房水の流量によって把握された暖房使用面積とコントローラに設定されたボイラーの容量と一致するか比較判断する段階と、前記暖房水の流量をボイラー容量による最大／最小熱量値に換算する段階と、前記換算された最大／最小熱量値を用いてボイラーを比例制御する段階とを含めてなることを特徴とする。
前述のようになされる本発明の作動を説明すれば、次の通りである。
ボイラーの循環ポンプを稼働させ流量センサにより暖房水の流量を検出して暖房水用面積を予め感知することにより、コントローラで検出された暖房水の流量に必要熱量を換算して、この換算された熱量値による比例制御公式に基づき暖房水温度を比例制御してボイラーを暖房制御できるようになる。
【００２１】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の望ましい実施例を添付した図面に基づき説明する。なお、本実施例は本発明の権利範囲を限定するものではなく、ただ例示として提示されたものであり、従来の構成と同一な部分は同一な符号及び名称を使用する。
【００２２】
図１は、本発明によるボイラー暖房制御方法を適用する空気比例制御ボイラーを示す構成図であり、図２は、本発明によるボイラー暖房制御方法の制御系の構成を示すブロック図である。図１、図２では、図５、図６の従来装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００２３】
ここに図示したように、吸気ダクト３を介して空気を吸込むための送風機１と、一連の燃焼過程を使用者が操作するための室内温度調節器３８と、供給されたガスにスパークを発生させ点火させるための点火トランス４２と、暖房水を循環させる循環ポンプ２２と、暖房水供給管に設けられ暖房水の流量を感知する流量センサ５０と、流量センサ５０により検出された暖房水流量をボイラーの容量と一致するかを比較して、ボイラーの容量に適するよう比例制御するコントローラ４０’からなる。
【００２４】
従って、ボイラーの電源をオンさせると、コントローラ４０’ではまず暖房水供給管に設けられた流量センサ５０を用いてボイラー内で循環される暖房水の流量を検出した後、コントローラ４０’でボイラーの容量と一致するかを比較判断する。
【００２５】
この際、ボイラー内で循環される暖房水の流量を流量センサ５０により検出させることにより、使用者が実際暖房しようとする面積が分かって、ボイラー駆動時に使用者が実際に暖房しようとする暖房使用面積に適するようボイラーの容量をコントローラ４０’で自動的に調節する。
【００２６】
そして、前記コントローラ４０’で流量センサ５０により検出された暖房水の流量をボイラーの容量に適するよう最大／最小熱量値に換算する。次いで、ボイラーの容量を最大熱量に暖房使用面積に適するよう調整した後、比例制御してボイラーを暖房運転させれば、コントローラ４０’ではまず循環ポンプ２２と送風機１をオンさせ着火に必要な風量になるよう風量を供給して点火トランス４２をオンさせ、着火に必要な風量を一定時間保持した後現在風量に必要な分だけ第１及び第２電磁バルブ４６、４６’を開けて着火がなされれば点火トランス４２をオフさせ暖房運転するようになって実際暖房面積に適する熱量で駆動されるので、過多な熱量による燃料の浪費を防止でき、ボイラーが必要以上にオン／オフを繰り返したり過熱することを防止して安全に駆動がなされる。
【００２７】
図３は本発明の流量センサによるボイラー暖房制御方法を説明するためのフローチャートである。
図３に示したように、まずボイラーの電源をオンさせた後、ボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて暖房配管に循環される暖房水の流量を検出する（Ｓ１０）。この際、前記流量センサにより検出された暖房水の流量により暖房使用面積を予め把握できる。
【００２８】
そして、前記検出された暖房水の流量とコントローラに設定されたボイラーの容量とが一致するかをコントローラで比較判断した後（Ｓ２０）、暖房水の流量をボイラー容量による最大／最小熱量値に換算して（Ｓ３０）、コントローラでボイラーの容量に対する最大熱量値を暖房使用面積に合わせて調整し、調整された最大／最小熱量による比例制御公式に基づき比例制御して暖房運転する（Ｓ４０）。
【００２９】
一方、図４に示したように、本発明はボイラ−のコントロ−ラで暖房運転による循環ポンプ可動時にボイラ−の循環ポンプに異常が発生した場合、流量センサで流量が検出できず（Ｓ５０）、これによって循環ポンプの異常をコントロ−ラで判断する（Ｓ６０）。
【００３０】
また、前記のコントロ−ラで循環ポンプの異常によるボイラ−の安全遮断と室内温度調節器に転送して異常状態を表示することになる（Ｓ７０）。
【００３１】
前述したような流量センサによるボイラー暖房制御方法を用いれば、ボイラーの循環ポンプに異常が発生した場合、流量センサに暖房水の流量が検出されないことから、循環ポンプの異常をコントローラで判断してボイラーの燃料供給を迅速に遮断して安全な暖房運転を可能にする。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べた通り、前述した本発明はボイラー内部の暖房水供給配管出口に設けられた流量センサを用いて暖房運転時に循環ポンプを稼働させ暖房配管に循環される暖房水の流量を検出して暖房使用面積を予め把握した後、コントローラでボイラーの最大容量を暖房使用面積に適するよう調整し、調整された最大熱量によって比例制御されるよう制御することにより、過多熱量によって過熱が起きる現象と過多な熱量による燃料の濫用を防止できる利点がある。
また、ボイラーの循環ポンプに異常が発生した場合、流量センサに流量が検出されず、循環ポンプの異常をコントローラで判断してボイラーを安全に遮断して加熱されることを防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるボイラー暖房制御方法を適用する空気比例制御ボイラーを示す構成図である。
【図２】本発明によるボイラー暖房制御方法の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の流量センサによるボイラー暖房制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】同別のフローチャートである。
【図５】従来の空気比例制御コンデンシングボイラーを示す構成図である。
【図６】同制御系の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    ：  送風機                                  １２  ：  バーナ
１４  ：  顕熱部熱交換器                １６  ：  潜熱部熱交換器
１８  ：  排気フード                        ２０  ：  排気ダクト
２２  ：  循環ポンプ                        ２４  ：  暖房水濾過器
２６  ：  気水分離器                        ３４  ：  温水熱交換器
３８  ：  室内温度調節器                ４０’  ：  コントローラ
４６、  ４６’  ：  第１、２の電磁バルブ
５０  ：  流量センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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