ＡＣ 송풍기를 갖는 보일러/온수기의 제어방법 및 그 제어시스템 {Controlling system for boiler and water heater having AC blower and controlling system thereof}

본 발명은 AC 송풍기를 갖는 보일러/온수기의 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AC 송풍기의 특성을 감안하여 착화시 송풍기 제어단계를 '송풍기 기동 - 목표값 재검토 - 목표값 도달' 단계로 구분하여 외부환경(역풍, 연도길이, 보일러 공급전원의 전압 변동 등)에 영향을 받을 지라도 AC 송풍기의 전압을 안정적으로 제어해 알피엠(RPM)의 흔들림이 적도록 한 AC 송풍기를 갖는 보일러/온수기의 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용되고, 온수기는 냉수를 단시간 내에 소정의 온도로 가열하여 사용자가 편리하게 온수를 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 보일러 및 온수기의 대부분은 기름 혹은 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물(온수)을 사용자의 필요에 따라 제공할 수 있는 시스템을 가지고 있다.

이와 같은 보일러 및 온수기에 있어서, 최근에 들어 보일러/온수기의 제어 기술이 발전함에 따라 제품에 대한 경쟁력은, 가격은 저가이면서 효율은 높고 얼마나 빠른 시간 내에 소비자가 원하는 온도를 일정하게 제공하느냐에 달려 있다.

더욱이 경제적으로 여유가 생기면서 '얼마나 빠른 시간 내에 소비자가 원하는 온도를 일정하게 제공할 수가 있는가'가 제품을 구매할 때, 소비자의 선택의 핵심이 되고 있다.

따라서, 일정 온도를 제공하기 위해 온도 제어기술도 온/오프(ON/OFF) 제어에서 비례제어로 많이 바뀌고 있다.

물론, 비례제어를 위해서는 열량의 제어가 동반되어야 하므로 송풍기와 가스밸브 제어에 눈을 돌릴 수밖에 없는 실정이다.

이에, 실제로 '얼마나 빨리 원하는 온도를 제공하는가'의 기준은, '얼마나 빨리 착화되는가, 착화 시 얼마의 열량으로 시작하는가'가 가장 큰 변수인 것이다.

저가의 교류(AC) 송풍기가 설치된 비례제어형 보일러의 컨트롤러(MICOM)에 경우, 온도조절기의 운전신호 및 온수사용신호에 의해 착화를 할 경우, 보일러 종류별로 안정적인 착화와 열량제어 하기에 적정한 가스밸브 비례변의 목표 전류값과 그에 해당되는 풍량을 공급하기 위한 송풍기의 착화 목표값(RPM)이 시험에 의해 임의의 값으로 저장되어 있다.

특히, AC 송풍기는 토크가 약하고 관성(히스테리)이 있어 응답속도가 느리다는 특성이 있어, 제어속도가 느려 착화시 공급되는 열량이 온도제어에 많은 영향(특히 온수의 온도 제어할 경우)을 주기 때문에, 가급적이면 전류값(열량)을 낮은 위치로 정하는 것이 보통이다. 가스량이 낮으므로 필요한 풍량 또한 낮아 송풍기의 RPM이 낮다.

따라서 기존에는, 착화시간 이내에 AC 송풍기의 알피엠(RPM)이 목표값에 도달할 수 있도록 착화 초기, AC 송풍기에 전원을 공급할 경우, 전원값(정격전원) 중 목표값(목표 RPM)에 해당되는 임의의 전원(시험값)을 공급한 후, 피드백(Feed Back) 된 알피엠(RPM)이 목표값에 도달될 수 있도록 송풍기의 전원값을 제어하고, 피드백(Feed Back) 받은 알피엠(RPM)이 목표값에 도달되어 안정이 되면 가스를 공급하여 착화가 되도록 하였다.

특히, 상기 AC 송풍기는 토크(Torque)가 약해 외부환경(역풍, 연도길이, 보일러 공급전원의 전압 변동 등)에 영향을 많이 받으므로 회전하고 있어도 어느 정도 기동할 수 있는 힘이 있어야 되므로 제어범위를 0 V ~ 220 V 전 범위를 다 사용할 수 없다.

즉, 제어하고 있는 토크의 최저값이 있으므로 알피엠(RPM) 제어범위 또한 허용할 수 있는 최저값이 있다.

그리고, 상기 AC 송풍기는 기본적으로 관성(히스테리)이 있어 응답속도가 느린데, 외부환경의 영향을 받으면 히스테리가 더 커져 제어가 원활하지 않다.

그리고, 상기 알피엠(RPM)을 제어하는 것은 공기비를 맞추기 위한 것으로써, 알피엠(RPM)으로 풍량을 맞추는데 가장 큰 목적이 있는 것이므로 외부 환경의 영향이 있어도 정상일 때처럼 필요한 풍량이 공급되도록 제어하려면 제어시 외부 환경의 상태를 파악하여 목표RPM을 보상하고, 알피엠(RPM)의 흔들림이 크지 않도록 제어해야 한다.

그런데, 기존의 착화방식은 외부환경이 아주 정상적인 경우에는 AC 송풍기 알피엠(RPM)이 착화시간 이내에 목표값(착화 RPM)에 도달할 수 있지만, 예를 들어 산간/해안지역, 태풍, APT 등과 같이, 정격전원이 불안한 지역의 경우에는 AC 송풍기의 초기 기동 및 제어가 원활하지 못해 착화시간 이내에 목표값(착화 RPM)에 도달하지 못해 불착화가 되는 문제점이 있다.

또한, 목표값에 도달되더라도 공기비가 맞지 않아 폭발착화 또는 소음이 발생되어 소비자가 난방 혹은 온수를 필요할 때 원활하게 사용하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

이는, 정해진 시간 이내에 착화시키기 위해서 AC 송풍기를 신속하게 제어하다 보면 외부환경 정도에 따라 초기에 처음 정해진 임의의 값으로 전원을 공급하면 기동이 안되어 피드백(Feed Back) 받은 알피엠(RPM)이 아주 낮고, 이를 목표값에 도달되게 AC 송풍기 전원을 증가시키다 보면 전원 누적으로 과잉공급이 되어 알피엠(RPM)이 갑자기 급상승된다.

그러면, 피드백 받은 알피엠(RPM)이 목표값에 도달되도록 AC 송풍기 공급전원을 감소시키다.

이렇게 제어하다 보면 피드백 받은 알피엠(RPM)의 흔들림이 크게 되어 착화시간 이내에 목표값에 도달되기 어렵고, 목표값에 도달되어도 실제 착화에 필요한 풍량을 공급하지 못해(풍량 과잉 또는 부족) 공기비가 맞지 않아 소음이 발생되거나 불착화 또는 폭발착화가 발생되어 소비자에게 불만족 또는 불안감을 주었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, AC 송풍기의 특성을 감안하여 착화시 송풍기 제어단계를 '송풍기 기동 - 목표값 재검토 - 목표값 도달' 단계로 구분하여 외부환경(역풍, 연도길이, 보일러 공급전원의 전압 변동 등)에 영향을 받을 지라도 AC 송풍기의 전압을 안정적으로 제어해 알피엠(RPM)의 흔들림이 적도록 한 AC 송풍기를 갖는 보일러/온수기의 제어방법 및 그 제어시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 착화시간 이내에 알피엠(RPM)이 목표값에 도달될 수 있도록 함으로써, 실제의 착화에 필요한 정상적인 풍량이 공급되어 공기비가 적절하게 맞아 소음발생을 저지하는 한편 불착화 또는 폭발착화가 발생하지 않도록 함에 따라 소비자에게 높은 신뢰도를 부여할 수 있도록 한 AC 송풍기를 갖는 보일러/온수기의 제어방법 및 그 제어시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 초기 알피엠(RPM)으로 AC 송풍기를 기동시키는 제1단계와; 피드백 된 상기 초기 알피엠(RPM)이 소정의 목표값에 도달되도록 상기 AC 송풍기에 인가되는 전원을 제어하여 상기 AC 송풍기의 알피엠(RPM)에 대한 목표값을 재검토하는 제2단계와; 상기 AC 송풍기의 알피엠(RPM)이 소정의 목표값으로 도달되도록 제어하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 송풍기를 갖는 보일러/온수기의 제어방법을 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 제1단계에서는, 상기 AC 송풍기의 초기 회전상태에 따라 기동력이 필요한 경우, 적정한 기동력을 T1 시간 동안 부여하는 단계와; 부여된 기동력을 유지하면서 알피엠(RPM)이 소정의 목표값에 도달할 수 있도록 추가의 기동력을 T2 시간 동안 부여하는 단계를 포함한다.

상기 기동력이 필요 없는 경우에는 소정의 외부환경에 영향을 받지 않을 정도의 기동력을 공급하고 상기 AC 송풍기의 기동력이 유지되면서 상기 AC 송풍기가 원활하게 제어될 수 있도록 추가의 기동력 공급한다.

상기 제2단계에서는, 피드백 된 초기 알피엠(RPM)이 소정의 허용범위 내에 들어오면 점화트랜스를 온(ON)시킨 후, 상기 AC 송풍기가 기동된 후부터 상기 점화트랜스가 온(ON)될 때까지 피드백 된 초기 알피엠(RPM)과 출력되는 전원값에 따라 상기 목표값을 재 설정한다.

상기 제3단계에서는, 상기 점화트랜스가 온(ON)된 후, 피드백 된 알피엠(RPM)이 상기 제2단계에서 재설정된 목표값들 중 최종 목표값에 도달될 수 있도록 상기 AC 송풍기에 인가되는 전원을 제어한다.

상기 피드백 된 알피엠(RPM)이 상기 제2단계에서 재 설정된 목표값에 도달되면 가스밸브를 온(ON)시켜 가스를 공급해 착화시킨다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보일러에 마련된 AC 송풍기와; 상기 AC 송풍기를 소정의 목표값보다 적은 초기 알피엠(RPM)으로 기동시킨 후, 피드백 된 상기 초기 알피엠(RPM)이 소정의 목표값에 도달되도록 상기 AC 송풍기에 인가되는 전원을 제어하여 상기 AC 송풍기의 알피엠(RPM)에 대한 목표값을 재검토하고, 상기 AC 송풍기의 알피엠(RPM)이 소정의 목표값으로 도달되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어시스템에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 컨트롤러는 피드백 된 초기 알피엠(RPM)이 소정의 허용범위 내에 들어오면 점화트랜스를 온(ON)시켜 최종 목표값을 재 설정한다.

그리고, 상기 컨트롤러는 상기 점화트랜스가 온(ON)된 상태에서 설정된 최종 목표값에 도달되도록 상기 AC 송풍기를 제어하여 피드백 된 알피엠(RPM)이 일정범위 내에 들어오면 가스밸브를 온(ON)시키게 된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예로써 보일러를 기준으로 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

특히, 이하의 설명에서 보일러라 함은, 기름보일러, 가스보일러 및 콘덴싱보일러 등을 모두 포함하는 용어임을 미리 언급한다.

도 1은 본 발명에 따른 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어시스템에 대한 제어블록도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어방법의 순서도 이며, 도 3은 도 2는 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어방법에 대한 실시예로써, 제어흐름도 이다.

특히, 도 4는 기동력과 알피엠(RPM)간의 상관관계를 도시한 그래프이다.

참조 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예로써, 보일러를 기준으로 살펴볼 때, 본 발명에 따른 보일러의 제어시스템은 다음과 같다.

먼저, 상기 보일러(1)는 사용자가 설정온도를 입력할 수 있음은 물론, 보일러(1)의 작동을 조작할 수 있는 온도조절기(20)를 가지고 있다.

상기 온도조절기(20)는 조작부(21) 및 표시부(23)를 갖는다.

상기 조작부(21)는 설정값을 변경하기 위한 조절볼륨(21a)과 각종 기능선택을 위한 기능버튼(21b)을 가지고 있다.

물론, 설정값 역시, 디지털화하여 버튼 방식으로 채용할 수 있을 것이다.

상기 표시부(23)는 조작부(21)에 의한 조작되어 선택된 변경값을 표시한다.

따라서, 상기 표시부(23)는 문자나 숫자 등을 표시할 수 있는 LCD창으로 이루어지는 것이 유리하다.

상기 보일러(1)에는 보일러(1)의 운전에 관련한 소정의 기기부품(2)을 온오프(ON/OFF)시키거나 제어하는 컨트롤러(10)가 마련되어 있다.

이때, 소정의 기기부품(2)이란 AC 송풍기(2a), 점화트랜스(2b) 및 가스밸브(2c) 등의 구성과 더불어 이들에 전원을 공급하기 위한 장치 등이 될 수 있다.

상기 보일러(1)에 마련된 컨트롤러(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, AC 송풍기(2a) 기동단계(S11)로부터 목표값 재검토단계(S12)를 거쳐 목표값 도달단계(S13)를 향해 순차적으로 AC 송풍기(2a)를 제어하게 된다.

물론, S12 및 S13 단계에서는 컨트롤러(10)가 점화트랜스(2b)를 온(ON)시키거나 가스밸브(2c)를 온(ON)시키는 제어를 하게 되는데, 이에 대해서는 후술한다.

한편, 도 2를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 AC 송풍기(2a) 기동단계(S11)에서는, 초기 알피엠(RPM)으로 AC 송풍기(2a)의 상태에 따라 적정한 기동력을 T1 시간 동안 주고, 그 기동력을 유지하면서 목표값에 빨리 도달할 수 있도록 추가의 기동력을 T2 시간 동안 부여하여 외부환경의 영향에도 불구하고, AC 송풍기(2a)가 연소실 내의 공기를 충분히 밀어낼 수 있도록 하여 빠른 시간에 충분히 기동할 수 있도록 한다.

여기서, 외부환경이란 앞서 설명한 바와 같이, 역풍, 연도길이, 보일러(1) 공급전원의 전압 변동 등을 포함한다.

따라서, 초기 기동조차 안 돼, 필요 이상 전원의 과잉공급으로 알피엠(RPM)이 흔들리는 것을 막을 수 있어 기동 후, 제어 시 필요 이상 알피엠(RPM)의 흔들림을 보상할 수 있고 착화시간을 단축시킬 수 있다.

그리고, T2 시간이 지나면 목표값 재검토단계(S12)가 수행된다.

상기 목표값 재검토단계(S12)에서는, 피드백 된 알피엠(RPM)이 소정의 목표값에 도달되도록 AC 송풍기(2a)로 인가되는 전원을 제어한다.

이때, 피드백 된 알피엠(RPM)이 일정범위(목표값 - A < 피드백 된 알피엠(RPM) < 목표값 + A) 안에 들어오면 점화트랜스(2b)를 온(ON)시키고, AC 송풍기(2a)가 기동된 후부터 점화트랜스(2b)가 온(ON)될 때까지의 기간 동안 피드백 된 알피엠(RPM)값과 AC 송풍기(2a)에 출력되는 전원값에 따라 목표값을 재 설정한다.

이는, 외부환경에 영향을 받아도 착화에 필요한 적정한 풍량을 공급할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 컨트롤러(10)에 의해 점화트랜스(2b)가 온(ON)되면, 목표값 도달단계(S13)로 피드백 된 알피엠(RPM)값이 재 설정된 목표값에 도달되도록 AC 송풍기(2a)로 인가되는 전원을 제어하고, 목표값에 도달될 때 컨트롤러(10)에 의해 가스밸브(2c)가 온(ON)되도록 하여 공급되는 가스에 의해 착화될 수 있게 된다.

만일, 외부환경에 따른 일정범위(목표값 + B < 피드백 된 알피엠(RPM) 이거나, 혹은 목표값 - C > 피드백 된 알피엠(RPM))에 존재할 경우, 목표값을 재 설계하도록 한 후 점화트랜스(2b)가 온(ON)되면, 상기 목표값 도달단계(S13) 이후 동안 피드백 된 알피엠(RPM)의 최대값과 최저값으로 보일러(1)의 외부환경 상태를 판단하여 그에 맞게 목표값을 다시 변경하여 AC 송풍기(2a)가 다시 변경된 목표값에 도달되도록 제어하여 목표값에 도달되면, 가스밸브(2c)를 온(ON)시킨다.

따라서, 착화시간 이내에 알피엠(RPM)이 목표값에 도달될 수 있도록 함으로써, 실제의 착화에 필요한 정상적인 풍량이 공급되어 공기비가 적절하게 맞아 소음발생을 저지하는 한편, 불착화 또는 폭발착화가 발생하지 않도록 함으로써, 소비자에게 높은 신뢰도를 부여할 수 있게 된다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 대해 실시예로써 다시 한번 설명하도록 한다.

참고로, 도 3에서 기재하고 있는 기호의 의미는 각각 다음과 같다.

rr은 목표 알피엠(RPM), PW는 AC 송풍기(2a)의 공급전원, rro는 현재의 알피엠(RPM), x1은 AC 송풍기(2a)에 기동력이 없는 알피엠(RPM), x2는 (rr+A) 보다 크고 (RR-B)보다 작은 범위, rr'는 재 설정된 목표 알피엠(RPM)이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 운전하고 있는 상태에서 현재 알피엠(RPM)이 AC 송풍기(2a)에 기동력이 없는 전원 이상이면(S21), 현재의 알피엠(RPM)이 (rr+A) 보다 크고 (RR-B)보다 작은 범위에 있는지 여부를 판단한다(S22).

이때, 현재 알피엠(RPM)이 AC 송풍기(2a)에 기동력이 없는 전원 미만이라면, AC 송풍기(2a)에 x1(AC 송풍기(2a)에 기동력이 없는 알피엠(RPM))에 맞는 기동력을 제공하고(S23), T1 시간(AC 송풍기(2a)의 히스테리에 영향을 주지 않을 정도의 시간 계산) 후(S24), 다시 AC 송풍기(2a)에 기동력이 없는 알피엠(RPM)에 맞는 기동 유지력을 제공한 다음(S25), 후술할 S29 단계로 넘어간다.

현재의 알피엠(RPM)이 (rr+A) 보다 크고 (RR-B)보다 작은 범위에 있으면, AC 송풍기(2a)에 x2{(rr+A) 보다 크고 (RR-B)보다 작은 범위}에 맞는 기동력을 공급하고(S26), T1 시간(AC 송풍기(2a)의 히스테리에 영향을 주지 않을 정도의 시간 계산) 후(S27), 다시 x2에 맞는 기동 유지력을 AC 송풍기(2a)에 제공한다(S28).

그런 다음, T2 시간이 지나면(S29), AC 송풍기(2a)의 제어에 들어간다(S30).

이때의 AC 송풍기(2a) 제어는 도 2에서 제1단계인 AC 송풍기(2a)의 기동단계를 의미한다.

현재의 알피엠(RPM)이 목표 알피엠(RPM)보다 일정 범위 내에서 작거나 큰 상태를 판단한 후(S31), 일정한 범위 내에 존재하면 현재 AC 송풍기(2a)에 제공되는 기동력을 증가시킨 연후(S32), 재 설정된 목표 알피엠(RPM)이 목표 알피엠(RPM)보다 소정 크기 크거나(S33) 작으면(S34), 다시 AC 송풍기(2a)의 제어에 돌입한다(S35).

물론 이때의 AC 송풍기(2a) 제어 역시 도 2에서 제1단계를 의미하며, 이러한 AC 송풍기(2a)의 제어단계 도중, 현재의 알피엠(RPM)이 재 설정된 목표 알피엠(RPM)에 비해 소정 구간 내에서 작거나 큰 범위 내에 있는지의 여부를 판단한 후(S36), 착화를 진행시킨다.

그러면, 위의 실시예를 포괄하여 본 발명의 AC 송풍기(2a)를 갖는 온수기의 제어방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 하는데, 그 큰 흐름 역시, 착화시 AC 송풍기(2a)의 제어방식을 'AC 송풍기(2a) 기동단계 - 목표값 재검토단계 - 목표값 도달단계'로 구분된다.

즉, 전원이 온(ON)되면 AC 송풍기(2a)의 피드백 받은 알피엠(RPM)이 예를 들어, 400알피엠(RPM) 이하인 경우와 이상인 경우를 계속 감시하게 된다.

이때 소비자가 온수를 사용하여 흐름스위치가 온(ON)되면 착화가 시작되는데, 먼저, "AC 송풍기(2a) 기동단계(S11)"로 충분히 AC 송풍기(2a)를 기동시키면서 제어가 원활해지도록 송풍기 전원을 공급 제어한다.

그리고, 피드백 받은 알피엠(RPM)이 일정범위 이내로 들어오면 점화트랜스(2b)를 온(ON)시켜 "목표값 재검토단계(S12)"로 넘어가, AC 송풍기(2a)의 상태에 따라 목표값을 재 설정하고, "목표값 도달단계(S13)"로 넘어가 현재 AC 송풍기(2a)를 제어하는 전원의 상태에 따라 재 설정된 목표값 중 최종 목표값이 선택되어 그 목표값에 도달되도록 AC 송풍기(2a) 전원을 제어하여 피드백 받은 알피엠(RPM)이 도달되면, 가스밸브(2c)를 온(ON)시켜 착화가 되도록 한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 착화가 되기 전 AC 송풍기(2a)의 알피엠(RPM) 값을 항상 감시하도록 하고 운전신호가 온(ON)되면, "AC 송풍기(2a) 기동단계"로 현재 피드백 받은 알피엠(RPM)이 예를 들어, 지연시간 1 동안 400 알피엠(RPM) 이하인 경우와 이상인 경우로 구분하여 제어한다.

첫 번째, 현재 피드백 받은 알피엠(RPM)이 400 알피엠(RPM) 이하인 경우, AC 송풍기(2a)가 외부환경의 영향을 받지 않고 충분히 기동할 수 없으므로, T1 시간(AC 송풍기(2a)의 히스테리에 영향을 주지 않을 정도의 시간 계산)동안 1차 기동력 PW1(90％ 이상의 전원)을 공급하고, 그 기동력이 유지되면서 신속하게 1차 목표값에 도달될 수 있도록 2차 기동력 PW2을 T2 시간동안 공급한다.

그런 다음, T2 시간이 지나면 T0 시간 이내에 알피엠(RPM) 값이 1차 목표값에 도달되도록 평상시보다 제어속도를 빠르게 하여 AC 송풍기(2a) 공급 전원을 제어한다.

그리고, 이때 피드백 받은 알피엠(RPM)이 소정의 첫 번째 일정범위(목표값 - A > 피드백 된 알피엠(RPM), 피드백 된 알피엠(RPM) > 목표값 + B)인 경우(감지 지연시간 2 만큼 유지된 경우)가 있는지를 감시하면서 피드백 받은 알피엠(RPM)이 소정의 두 번째 일정범위(목표값 - C < 피드백 된 알피엠(RPM) < 목표값 + D) 이내에 들어오면, 점화트랜스(2b)를 온(ON)시켜 2단계인 "목표값 재검토단계"로 넘어간다.

400알피엠(RPM) 이상인 경우에는 피드백 받은 알피엠(RPM)이 "목표값 - D" 이상인 경우와 이하인 경우로 구분되는데, 이상인 경우에는 2차 기동력 PW4를 T2 시간동안 공급하고 제어단계로 넘어가 첫 번째 방식처럼 피드백 받은 알피엠(RPM)이 일정범위 2에 도달되도록 평상시의 제어속도로 제어하면서 감시한다.

그러나, 만일, "목표값 - D" 이하인 경우에는 AC 송풍기(2a)가 어느 정도의 기동력을 갖고 있는 상태이므로, AC 송풍기(2a)가 밀리지 않을 정도의 1차 기동력 PW3를 T1 시간동안 공급하고, 2차 기동력 PW2를 T2 시간 동안 공급한다.

그런 다음, T2 시간이 지나면 첫 번째 방식과 동일하게 제어하면서 감시한다.

위와 같이 "AC 송풍기(2a) 기동단계"로 AC 송풍기(2a)가 제어되어 점화트랜스(2b)가 온(ON)되어 2단계로 넘어가면, 현재 AC 송풍기(2a)의 제어상태를 보고 목표값을 재검토하는데, "현재 AC 송풍기(2a)의 공급전원을 증가시키면서 제어하고 있는가"와 "공급전원을 감소시키면서 제어하고 있는가"에 따라 외부환경의 영향에 따른 제어상태에 대한 목표값의 보상값이 다르다.

만일, 공급전원을 증가시키면서 제어하고 있는 경우에는, 1단계에서 "목표값 - A > 피드백 된 알피엠(RPM)"인 경우가 있었다면 최종 목표값은 "목표값 - E"로 재 설정되고 3단계인 "목표값 도달단계"로 넘어간다.

그러나, 1단계에서 "목표값 - A > 피드백 된 알피엠(RPM)"인 경우가 없었다면, 외부 환경의 영향이 없어 AC 송풍기(2a)가 정상적으로 제어되고 있는 것으로 판단하고, 최종 목표값은 초기 "목표값"으로 변동 없이 설정되어 3단계로 넘어간다.

또한, 공급전원을 감소시키면서 제어하고 있는 경우, 1단계에서 "목표값 + B < 피드백 된 알피엠(RPM)"인 경우가 있었다면, 최종 목표값이 "목표값 + F"로 재 설정되고 3단계인 "목표값 도달단계"로 넘어간다.

그러나, 1단계에서 "목표값 + B < 피드백 된 알피엠(RPM)"인 경우가 없었다면, 외부 환경의 영향이 없어 AC 송풍기(2a)가 정상적으로 제어되고 있는 것을 판단하고, 최종 목표값은 초기 목표값으로 변동 없이 설정되어 3단계로 넘어간다.

이와 같이 1단계에서 AC 송풍기(2a)가 제어된 상태로 2단계에서 외부환경 상태를 판단하여 목표값을 재 설정해 3단계에서 최종 목표값에 현재 피드백 된 알피엠(RPM)이 도달되도록 AC 송풍기(2a)를 제어한다.

상기 3단계에서는 1,2단계 보다 AC 송풍기(2a)의 제어속도를 줄이고 현재 피드백 된 알피엠(RPM)이 "최종 목표값 - H < 피드백 된 알피엠(RPM) < 최종 목표값 + I" 의 범위 안에 들어오면, 가스밸브(2c)를 온(ON)시켜 착화가 되도록 하였다.

이렇게 착화 초기에는 AC 송풍기(2a)의 상태를 피드백 된 알피엠(RPM)으로 판단하여 기동력이 필요한 경우에는 충분히 기동될 수 있도록 기동력을 공급하고, 기동력이 필요 없는 경우에는 외부환경에 영향을 받지 않을 정도의 기동력을 공급함으로써, 어떤 경우에서도 초기 기동이 원활하게 이뤄지도록 하고 알피엠(RPM) 의 흔들림을 최소한으로 보상하여 착화시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 기동 후 제어하면서 제어에 따른 알피엠(RPM)의 변화를 피드백 된 알피엠(RPM)으로 판단하여 알피엠(RPM)이 일정 범위를 벗어날 경우, 외부 환경에 의해 AC 송풍기(2a) 제어가 원활하지 못 한 것으로 판단하고, 초기 목표값을 보상(풍량의 부족 또는 과잉)하여 착화에 필요한 풍량을 공급할 수 있도록 하여 안정적인 착화가 되도록 하였다.

이에, 착화시간 이내에 알피엠(RPM)이 목표값에 도달될 수 있도록 함으로써, 실제의 착화에 필요한 정상적인 풍량이 공급되어 공기비가 적절하게 맞아 소음발생을 저지하는 한편, 불착화 또는 폭발착화가 발생하지 않도록 함으로써, 소비자에게 높은 신뢰도를 부여할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예로써, AC 송풍기를 갖는 보일러를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 주지하는 AC 송풍기를 갖는 온수기에도 본 발명의 사상을 그대로 적용 가능함은 자명하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, AC 송풍기의 특성을 감안하여 착화시 송풍기 제어단계를 '송풍기 기동 - 목표값 재검토 - 목표값 도달' 단계로 구분하여 외부환경(역풍, 연도길이, 보일러 공급전원의 전압 변동 등)에 영향을 받을 지라도 AC 송풍기의 전압을 안정적으로 제어해 알피엠(RPM)의 흔들림이 적은 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 착화시간 이내에 알피엠(RPM)이 목표값에 도달될 수 있도록 함으로써 실제의 착화에 필요한 정상적인 풍량이 공급되어 공기비가 적절하게 맞아 소음발생을 저지하는 한편 불착화 또는 폭발착화가 발생하지 않도록 함으로써 소비자에게 높은 신뢰도를 부여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어시스템에 대한 제어블록도,

도 2는 본 발명에 따른 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어방법의 순서도,

도 3은 도 2는 AC 송풍기를 갖는 보일러의 제어방법에 대한 실시예로써, 제어흐름도,

도 4는 기동력과 알피엠(RPM)간의 상관관계를 도시한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 보일러 2 : 기기부품

2a : AC 송풍기 2b : 점화트랜스

2c : 가스밸브 10 : 컨트롤러

20 : 온도조절기 21 : 조작부

23 : 표시부