KR0175895B1 - 냉온정수기의 온도제어장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부온도에 따른 냉수탱크의 결빙을 방지하는 냉온정수기의 온도제어장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도를 감지하는 내부온도감지수단과, 냉수탱크의 냉수온도를 감지하는 냉수온도감지수단과, 제품내부온도 및 냉수온도에 따라 상기 냉수탱크의 결빙여부를 판단하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 냉매가 순환하는 유로를 변경하도록 사방밸브를 구동제어하는 사방밸브구동수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 냉수탱크의 온도를 상스시키도록 압축기를 구동제어하는 압축기구동수단으로 이루어진 것으로, 제품내부온도 및 냉수온도에 따라 냉수탱크의 결빙여부를 판단하여 실온이 낮은 겨울철에도 냉수탱크의 결빙을 방지하므로 어떠한 온도조건에서도 원하는 온도의 냉수를 취수할 수 있다.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 냉온정수기를 개략적으로 도시한 종단면도.
제2도는 제 1도의 화살표 A-A선을 따른 단면도.
제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 냉온정수기의 온도제어장치의 제어블록도.
제4도는 본 발명의 일실시예에 의한 냉온정수기의 냉각운전을 도시한 냉동싸이클도.
제5a도 내지 제5c도는 본 발명에 의한 냉온정수기의 온도제어동작순서를 도시한 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 정수탱크 5 : 정수실
7 : 냉수탱크 9 : 온수탱크
11 : 냉온수실 13 : 여과실
15 : 기계실 21 : 침전필터
23 : 전처리필터 25, 27 : 멤브레인
29 : 후처리필터 31 : UV필터
33 : 가압펌프 35 : 압축기
37 : 응축기 39 : 팬모터
43 : 증발관 47 : 히터
100 : 직류전원수단 102 : 수위감지수단
104 : 키입력수단 105 : 온도설정스위치
107 : 배수스위치 109 : 전원스위치
110 : 제어수단 112 : 냉수온도감지수단
114 : 온수온도감지수단 116 : 내부온도감지수단
118 : 펌프구동수단 120 : 급수밸브구동수단
121 : 급수밸브 122 : 사방밸브구동수단
123 : 사방밸브 126 : 압축기구동수단
128 : 모터구동수단 130 : 히터구동수단
132 : 배수밸브구동수단 133 : 배수밸브
134 : 표시수단
본 발명은 수도물 등의 원수에 포함된 유해한 오염물질을 제거하여 정수를 행하는 냉온정수기에 관한 것으로, 특히 외부온도에 따른 냉수탱크의 결빙을 방지하는 냉온정수기의 온도제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉온정수기는 수도물 등의 원수에 포함되어 있는 유해한 발암물질을 제거하여 정수된 물을 공급하는 것으로서, 그 정수방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식 및 역삼투압식으로 크게 나누어 볼 수 있다.
그중에서도 역삼투압식은 원수에 압력을 가하여 인공적인 삼투막인 멤브레인(역삼투필터)을 통과시켜 정수를 행하는 것으로, 원수에 포함되어 있는 중금속, 박테리아, 발암물질 등을 분리제거함과 동시에 순수한 물과 용존산소 등만이 통과된 깨끗한 물을 공급할 수 있기 때문에 최첨단 과학산업이나 초정밀전자부품의 세척용 또는 의학용으로 사용되고 있으며, 근래에는 식수를 위한 가정용 정수기에도 널리 사용되고 있다.
이와 같은, 냉온정수기는 수도전으로부터 공급되는 수도물 등의 원수에 함유된 중금속, 박테리아. 발암물질 등의 유해물질을 다수개의 필터를 통과시켜 여과한 후, 그 여과된 정수를 정수탱크를 통해 냉수탱크 및 온수탱크에 저장하여 사용자가 설정한 온도로 냉각 및 가열시킴으로써 냉수 또는 온수를 취수하도록 하였다.
이때, 상기 냉수탱크에 저장된 냉수의 온도제어는 냉수온도가 설정온도이상인 경우에는 압축기를 온시킴으로써 압축기의 구동에 따른 냉동싸이클에 의해 냉수를 냉각시키고, 냉수온도가 설정온도이하인 경우에는 압축기를 오프시킴으로써 압축기의 오프에 따른 냉수온도의 자연상승으로 냉수온도가 설정온도로 일정하게 유지되도록 제어하였다.
그런데, 이와같은 종래의 방식에 있어서는, 냉매가 정수된 물의 냉각을 위한 냉동싸이클에 따라서만 순환하므로 제품설치장소의 실내온도(특히, 겨울철)가 낮아 빙점이하이거나 냉수온도가 결빙발생조건일 경우에는 냉수탱크가 결빙되어 사용자가 정수된 물을 취수할 수 없음은 물론, 제품에 대한 신뢰성을 저하시킨다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 변화하는 제품내부온도 및 냉수온도에 따라 냉수탱크의 결빙여부를 판단하여 실온이 낮은 겨울철에도 냉수탱크의 결빙을 방지하고, 어떠한 온도조건에서도 원하는 온도의 냉수를 취수할 수 있는 냉온정수기의 온도제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 냉온정수기의 온도제어장치는 급수되는 원수를 다수개의 필터를 통과시켜 정수한 후 가열 및 냉각시켜 온수 및 냉수를 공급하도록 정수탱크, 냉수탱크 및 온수탱크를 구비하는 냉온정수기에 있어서, 상기 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도를 감지하는 내부 온도감지수단과, 상기 냉수탱크의 냉수온도를 감지하는 냉수온도감지수단과, 상기 내부온도감지수단에 의해 감지된 내부온도 및 상기 냉수온도감지수단에의해 감지된 냉수온도에 따라 상기 냉수탱크의 결빙여부를 판단하여 전체동작을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 냉매가 순환하는 유로를 변경하여 상기 냉수탱크의 결빙을 방지하도록 사방벨브를 구동제어하는 사방밸브구동수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 냉수탱크의 온도를 상승시켜 상기 냉수탱크의 결빙을 방지하도록 압축기를 구동제어하는 압축기구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 냉온정수기의 온도제어방법은 급수되는 원수를 침전필터, 전처리필터, 멤브레인, 후처리필터 및 UV필터를 통과시켜 정수를 행하는 정수스텝과, 상기 필터를 통과하여 냉수탱크에 저장된 정수를 압축기의 구동에 따라 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각스텝과 상기 냉각스텝에서 생성된 냉수온도를 감지하는 냉수온도감지스텝과, 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도를 감지하는 내부온도감지스텝과, 상기 냉수온도감지스텝에서 감지된 냉수온도 및 상기 내부온도감지스텝에서 감지된 제품내부온도에 따라 상기 냉수탱크의 결빙여부를 판별하는 결빙판별스벱과, 상기 결빙판별스텝에서 상기 냉수탱크가 결빙되었다고 판별되면 사방밸브를 제어하여 냉매가 순환하는 유로를 변경하는 유로변경스텝과, 상기 유로변경스텝에서 변경된 냉매유로에 따라 압축기를 구동하여 상기 냉수탱크의 결빙을 방지하는 결빙제거스텝과, 상기 압축기의 구동에 따라 변화하는 냉수온도를 감지하여 상기 냉수탱크의 결빙이 제거되었는지를 판별하는 결빙제거판별스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 1도 및 제 2도에 도시한 바와같이, 냉온정수기는 여과된 정수를 저장하는 정수탱크(3)가 안착되도록 본테(1)의 상측에 설치된 정수실(5)과, 상기 정수탱크(3)로부터 유입된 정수를 가열 및 냉각시켜 냉수 및 온수를 저장하도록 상기 정수실(5)의 하측에 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)가 설치된 냉온수실(11)과, 도시되지 않은 수도전으로부터 유입되는 수도물 등의 원수에 포함된 유해한 오염물질을 제거하여 여과시키도록 다수개의 필터가 설치된 여과실(13)과, 상기 냉수탱크(7)내의 정수를 냉각시키도록 냉동싸이클을 형성하는 각종 냉매수단 및 송풍수단이 설치된 기계실(15)과, 상기 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)내의 정수를 취수하도록 상기 본체(1)의 전면에 설치된 취수레버(17)로 구성되어 있다.
상기 여과실(13)내에는 수도전으로부터 유입되는 수도물둥의 원수에 함유된 부유물질 및 녹찌꺼기를 제거하는 침전필터(21)가 설치되어 있고, 상기 침전필터(21)의 일측에는 상기 침전필터(21)를 통과한 원수에 함유된 염소성분 등의 각종 유해한 유기화합물질을 제거하는 전처리필터(23)가 설치되어 있으며, 상기 전처리필터(23)의 일측에는 상기 전처리터(23)를 통과한 원수에 함유된 각종 중금속이나 발암물질, 박테리아 등의 세균을 제거하도록 내측에 도시되지 않은 다수개의 멤브레인막이 형성된 멤브레인(25,27)이 설치되어 있고, 상기 멤브레인(25,27)의 일측에는 상기 멤브레인(25,27)을 통과한 원수에 포함된 유독가스 등의 냄새성분을 제거하는 후처리필터(29)가 설치되어 있다.
상기 침전필터(21), 전처리필터(23), 멤브레인(25,27) 및 후처리필터(29)의 하측에는 수도물 등의 원수가 상기 다수개의 필터를 통과할 때 자외선을 조사하여 원수에 함유된 유해한 균을 살균하는 UV필터(31)가 설치되어 있고, 상기 UV필터(31)의 하측에는 상기 전처리필터(23)를 통과하여 상기 멤브레인(25,27)으로 유입되는 원수가 소정압력을 가지고 상기멤브레인(25,27)에서 역삼투압에 의한 정수가 가능하도록 상기 멤브레인(25,27)으로 유입되는 원수의 압력을 소정압으로 승압시키는 가압펌프(33)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 기계실(15)내에는 저온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기(35)가 설치되어 있고, 상기 압축기(35)의 일측에는 상기 압축기(35)에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환하여 저온고압의 액상냉매로 강제냉각시켜 액화하는 응축기(37)가 설치되어 있으며, 상기 응축기(37)의 일측에는 상기 응축기(37)를 통과하는 냉매를 액화시킴과 동시에 상기 압축기(35)를 냉각시키도록 상기 압축기(35) 및 응축기(37) 주위에 공기를 순환시키도록 팬모터(39)의 구동에 따라 회전하는 팬(41)이 설치되어 있다.
또한, 상기 냉온수실(11)의 냉수탱크(7) 내부에는 상기 냉수탱크(7)내의 정수를 냉각시키도록 냉매의 증발잠열에 의해 내부에 흐르는 냉매를 증발시키는 증발관(43)이 설치되어 있고, 상기 냉수탱크(7)의 일측면에는 상기 냉수탱크(7)내에 저장된 냉수를 상기취수레버(17)를 통해 취수하도록 취수관이 접속되어 있다.
또, 상기 냉온수실(11)의 온수탱크(9) 내부에는 상기 온수탱크(9)내의 정수를 가열하는 히터(47)가 설치되어 있고, 상기 온수탱크(9)의 일측면에는 상기 온수탱크(9)내에 저장된 온수를 상기 취수레버(17)를 통해 취수하도록 취수관(49)이 접속되어 있다.
한편, 상기 본체(1)내부는 칸막이부재(10,12,14)에 의해 정수실(5), 냉온수실(11), 여과실(13) 및 기계실(15)로 구획되어 있다.
한편, 미설명 부호 19는 상기 취수레버(17)의 작동에 따라 떨어지는 잔수를 수용하도록 상기 취수레버(17)의 하측에 설치된 물받이부재이다.
상기와 같이 구성된 냉온정수기의 냉수온도를 제어하는 회로블록도를 제 3도를 참조하여 설명한다.
제 3도에 도시한 바와같이, 직류전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원압력단으로부터 공급되는 상용교류전원의 전원전압을 입력받아 상기 냉온정수기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 수위감지수단(102)은 상기 정수탱크(3)내에 공급되어 저장되는 정수량 즉, 상기 정수탱크(3)의 수위를 감지하는 만수위, 증수위 및 갈수위감지센서이다.
그리고, 키입력수단(104)은 상기 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)내에 저장되는 냉수 또는 온수의 온도를 설정(Tcs,Ths)하는 온도설정스위치(105)와, 상기 탱크(3,7,9)내의 정수를 배수하기위한 배수스위치(107)와, 상기 냉온정수기의 전원을 온/오프제어하는 전원스위치(109) 등을 구비하고 있다.
제어수단(110)은 상기 직류전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 냉온정수기를 초기화시킴은 물론, 상기 수위감지수단(102)에 의해 감지된 수위감지신호를 입력받아 상기 냉온정수기의 전체적인 정수동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(110)은 상기 키입력수단(104)에 의해 입력된 키이신호에 따라 상기 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)에 저장되는 냉수 또는 온수의 온도를 제어함과 동시에 냉수온도(Tc) 및 제품내부 온도(Tr)에 따라 상기 냉수탱크(7)의 결빙여부를 판단한다.
또한, 냉수온도감지수단(112)은 상기 냉수탱크(7)내에 저장된 냉수의 온도(Tc) 를 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력하는 온도센서이고, 온수온도감지수단(114)은 상기 온수탱크(9)내에 저장된 온수의 온도(Th)를 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력하는 온도센서이며, 내부온도감지수단(116)은 상기 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도(Tr)를 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력하는 온도센서이다.
또, 펌프구동수단(118)은 상기 수위감지수단(102)에 의해 감지된 상기 정수탱크(3)의 수위에 따라 상기 정수탱크(3)내에 정수를 공급하도록 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 가압펌프(33)를 구동제어하고, 급수밸브구동수단(120)은 상기 수위감지수단(102)에 의해 감지된 상기 정수탱크(3)의 수위에 따라 상기 수도전으로부터 급수되는 원수를 공급 또는 차단하도록 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 급수밸브(121)를 구동제어한다.
또, 사방밸브구동수단(122)은 상기 냉수온도감지수단(112)에 의해 감지된 냉수온도(Tc) 및 상기 내부온도감지수단(116)에 의해 감지된 제품내부온도(Tr)에 따라 냉매가 순환하도록 유로를 변경하도록 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를받아서 사방밸브(123)를 온/오프구동제어한다.
압축기구동수단(126)은 상기 키입력수단(104)의 온도설정스위치(105)에 의해 설정된 냉수설정온도(Tcs)와 상기 냉수온도감지수단(112)에 의해 감지된 냉수온도 (Tc)의 차에 따라 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉수탱크(7)내의 정수를 냉각시키도록 압축기(35)를 구동제어하고, 모터구동수단(128)은 상기 키입력수단(104)의 온도설정스위치(105)에 의해 설정된 냉수설정온도(Tcs)와 상기 냉수온도감지수단(112)에 의해 감지된 냉수온도(Tc)의 차에 따라 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 응축기(37)에서 열교환된 공기를 외부로 송풍함과 동시에 상기 압축기(35)를 냉각시키도록 팬모터(39)의 회전수를 제어하여 팬(41)을 구동제어한다.
또한 도면에 있어서, 히터구동수단(130)은 상기 키입력수단(104)의 온도설정스위치(105)에 의해 설정된 온수설정온도(Ths)와 상기 온수온도감지수단(114)에 의해 감지된 온수온도(Th)의 차에 따라 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 온수탱크(9)내의 정수를 가열시키도록 히터(47)를 구동제어하고, 배수밸브구동수단(132)은 상기 키입력수단(104)에 의해 입력된 배수스위치(107)의 온신호에 따라 상기 정수탱크(3), 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)내의 정수를 배수하도록 상기 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 배수밸브(133)를 구동제어한다.
표시수단(134)은 상기 키입력수단(104)에 의해 입력된 키이신호에 따라 냉수 또는 온수의 설정온도(Tcs,Ths)를 표시함은 물론, 상기 배수스위치(107)의 온신호에 따라 배수램프를 점멸 또는 점등시켜 상기 정수탱크(3), 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)의 배수동작을 표시한다.
이하, 상기와 같이 구성된 냉온정수기의 온도제어장치 및 그 방법의 작용효과를 설명한다.
제 5a도 내지 제 5c도는 본 발명에 의한 냉온정수기의 온도제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로서, 제 5a도 내지 제 5c도에서 S는 스텝(Step)을 표시한다.
먼저, 냉온정수기에 전원이 인가되면, 직류 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기냉온정수기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(110)에 출력한다.
따라서, 스텝 S1에서는 상기 직류전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(110)에서 입력받아 상기 냉온정수기를 초기화시키고, 스텝 S2에서는 키입력수단(104)의 도시되지 않은 냉수 및 온수선택스위치를 조작하여 냉수 및 온수를 선택한 다음, 온도설정스위치(105)를 조작하여 사용자가 원하는 냉수온도 및 온수온도(Tcs,Ths)를 설정한다.
이때, 표시수단(134)에서는 상기 키입력수단(104)에 의해 설정된 냉수설정온도(Tcs) 및 온수설정온도(Ths)를 제어수단(110)의 제어에 따라 표시한다.
이어서, 상기 키입력수단(104)의 운전스위치가 온되면, 스텝S3에서는 정수를 저장하는 정수탱크(3)의 정수량 즉, 상기 정수탱크(3)의 수위를 더욱 수위감지수단(102)에서 감지하여 그 감지된 스위데이타를 제어수단(110)에 출력한다.
따라서, 상기 제어수단(110)에서는 수위감지수단(102)에 의해 감지된 정수탱크(3)의 수위가 갈수위(최저수위;만수위를 100%라 가정하면, 약 10%정도)이상인가를 판별하는데, 이는 상기 정수탱크(3)내에 장착된 갈수위감지센서에서 감지된 저항값을 제어수단(110)에서 입력받아 정수탱크(3)의 수위가 갈수위이상인가를 판별하는 것이다.
상기 스텝S3에서의 판별결과, 정수탱크(3)의 수위가 갈수위이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 정수탱크(3)내에 정수를 공급하기 위한 정수동작을 수행하도록 스텝S4에서 제어수단(110)은 급수밸브(121)를 개방하기 위한 제어신호를 급수밸브구동수단(120)에 출력한다.
따라서, 상기 급수밸브구동수단(120)에서는 제어수단(110)의 제어에 따라 급수밸브(121)에 인가되는 전원전압을 공급하여 급수밸브(121)를 개방시킨다.
상기 급수밸브(121)가 개방되면, 수도전으로부터 수도물 등의 원수가 급수되기 시작하는데, 스텝S5에서 제어수단(110)은 수도전으로부터 급수되어 멤브레인(25,27)으로 유입되는 원수를 소정압력으로 승압시키도록 가압펌프(33)를 구동하기 위한 제어신호를 펌프구동수단(118)에 출력한다.
이에 따라, 상기 펌프구동수단(118)에서는 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 가압펌프(33)에 인가되는 전원전압을 공급하여 가압펌프(33)를 구동시킨다.
상기 가압펌프(3#)가 구동되면, 스텝S6에서는 급수밸브(121)의 개방에 따라 수도전으로부터 급수되는 원수가 침전필터(21)를 통과하면서 부유물질 및 녹찌꺼기가 제거되고, 상기 침전필터(21)를 통과한 원수는 전처리필터(23)를 통과하면서 염소성분 둥의 각종 유해한 유기화합물질이 제거된다.
상기 전처리필터(23)를 통과한 원수는 가압펌프(33)의 구동에 따라 소정압력으로 승압되어 멤브레인(25,27)를 통과하게 되는데, 상기 멤브레인(25,27)으로 유입된 원수는 상기 멤브레인(25,27)내에 형성된 다수개의 멤브레인막을 투과하면서 원수에 포함되어 있는 각종 중금속이나, 발암물질, 박테리아 등의 세균이 제거된다.
상기 멤브레인(25,27)을 통과한 원수는 다시 후처리필터(29)를 통과하면서 유독가스 등의 냄새가 제거된 후, 도시되지 않은 급수공을 통해 정수탱크(3)내로 공급되면서 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)로 유입되어 저장된다.
한편, UV필터(31)에서는 상기 침전필터(21), 전처리필터(23), 멤브레인(25,27) 및 후처리필터(29)를 통과하는 원수에 자외선을 조사하여 원수에 함유된 유해한 균을 살균시킨다.
이어서, 스텝S7에서는 상기 스텝S6에서의 정수동작시에 정수탱크(3)내로 공급되는 정수량 즉, 상기 정수탱크(3)의 수위를 수위감지수단(102)에서 감지하여 그 감지된 수위데이타를 제어수단(110)에 출력하면, 상기 제어수단(110)에서는 수위감지수단(102)에 의해 감지된 정수탱크(3)의 수위가 갈수위이상인가를 판별한다.
상기 스텝S7에서의 판별결과, 정수탱크(3)의 수위가 갈수위이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 정수탱크(3)내에 정수를 계속해서 공급해야 하므로 성기 스텝S6로 복귀하여 정수동작을 수행하면서 스텝S6이하의 동작을 반복수행한다.
한편, 상기 스텝S7에서의 판별결과, 정수탱크(3)의 수위가 갈수위이상인 경우(YES일 경우)에는 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)에 저장된 정수를 냉각 및 가열시키기 위해 스텝S8에서 제어수단(110)은 사방밸브(123)를 제어하기 위한 제어신호를 사방밸브구동수단(122)에 출력한다.
따라서, 상기 사방밸브구동수단(122)에서는 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(123)를 온시킨다.
상기 사방밸브(123)는 온시에 실선으로 냉매가 순환하도록 유로를 조절하고, 오프시에는 점선으로 냉매가 순환하도록 유로를 조절한다.
이어서, 스텝S9에서 제어수단(110)은 압축기(35)와 히터(47)를 구동하기 위한 제어신호를 압축기구동수단(126)과 히터구동수단(130)에 출력함과 동시에 팬모터(39)를 구동하기위한 제어신호를 모터구동수단(128)에 출력한다.
따라서, 상기 압축기구동수단(126)에서는 제어수단(110)의 제어에 따라 압축기(35)를 구동시키고, 히터구동수단(130)에서는 제어수단(110)의 제어에 따라 히터(47)를 구동시키며, 상기 모터 구동수단(128)에서는 제어수단(110)의 제어에 따라 팬모터(39)를 구동시킨다.
상기 압축기(35)와 팬모터(39)가 구동되면, 압축기(35)에 의해 고온고압의 기체상태로 압축된 냉매가 사방밸브(123)를 통해 응축기(37)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 팬모터(39)의 구동에 따른 팬(41)의 회전력에 의한 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.
상기 응축기(37)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 캐필러리튜브(125)를 통과하면서 저온저압의 무상냉매로 감압되어 증발관(43)에 유입된다.
이에 따라, 상기 증발관(43)에서는 캐필러리튜브(125)에서 감압된 저온저압의 무상냉매가 여러개의 파이프를 통과하면서 증발하여 기화할 때 상기 냉수탱크(7)내의 정수를 냉각시키고, 증발관(43)에서 냉각된 저온저압의 기체 냉매는 사방밸브(123)를 통해 다시 상기 압축기(35)로 흡입되면서 제 4도의 실선으로 도시한 바와같이, 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.
상기와 같은 냉동싸이클의 반복순환동작에 따라 냉수탱크(7)내의 정수가 냉각되어 냉수로 변화된다.
또한, 상기 히터(47)가 구동되면, 히터(47)의 발열에 의해 온수탱크(9)내의 정수가 가열되어 온수로 변화된다.
상기 냉수탱크(7) 및 온수탱크(9)내 정수의 냉각 및 가열시에도 정수동작은 정수탱크(3)내의 수위가 만수위가 될 때까지 계속해서 수행된다.
이때, 스텝S10에서는 상기 히터(47)의 발열에 의해 상승하는 온수탱크(9)내의 온수온도(Th)를 온수온도감지수단(114)에서 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력하고, 스텝S11에서 제어수단(110)은 상기 온수온도감지수단(114)에 의해 감지된 온수온도(Th)가 온도설정스위치(105)에 의해 설정된 온수설정온도(Ths)이상인가를 판별하여, 온수온도(Th)가 온수설정온도(Ths)이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 온수탱크(9)내의 온수를 계속해서 가열시켜야 하므로 상기 스텝S9로 복귀하여 히터(47)를 구동시키면서 스텝S9이하의 동작을 반복수행한다.
상기 스텝S11에서의 판별결과, 온수온도(Th)가 온수설정온도(Ths)이상인 경우(YES일 경우)에는 온수탱크(9)내의 온수를 가열시키지 않아도 되므로 스텝S12에서 히터구동수단(130)은 제어수단(110)의 제어에 따라 히터(47)의 구동을 정지시킨다.
이어서, 스텝S13에서느 냉동싸이클의 반복순환동작에 따라 낮아지는 냉수탱크(7)내의 냉수온도(Tc)를 냉수온도감지수단(112)에서 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력하고, 스텝S14에서 제어수단(110)은 상기 냉수온도감지수단(112)에 의해 감지된 냉수온도(Tc)가 온도설정스위치(105)에 의해 설정된 냉수설정온도(Tcs)이하인가를 판별하여, 냉수온도(Tc)가 냉수설정온도(Tcs)이하가 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 냉수탱크(7)내의 냉수를 계속해서 냉각시켜야 하므로 상기 스텝S9이하의 동작을 반복수행한다.
상기 스텝S14에서의 판별결과, 냉수온도(Tc)가 냉수설정온도(Tcs)이하인 경우(YES일 경우)에는 냉수탱크(7)내의 냉수를 냉각시키지 않아도 되므로 스텝S15에서 압축기구동수단(126)과 모터구동수단(128)은 제어수단(110)의 제어에 따라 압축기(35)와 팬모터(39)의 구동을 정지시킨다.
상기 압축기(35)가 정지하면, 정상온도조건에서는 냉수탱크(7)의 냉수온도(Tc)가 점차 상승하게 되는데, 냉온정수기가 설치된 장소의 실내온도가 낮아 빙점이하이거나 냉수온도(Tc)가 결빙발생조건일 경우에는 냉수온도(Tc)가 점차 떨어지므로 스텝S16에서는 낮아지는 냉수온도(Tc)를 냉수온도감지수단(112)에서 감지하여 그 감지된 냉수온도(Tc)가 제어수단(110)에 미리 설정되어 있는 결빙발생온도(Tcd;냉수탱크에 결빙현상이 발생하는 냉수온도)이하인가를 판별한다.
상기 스텝S16에서의 판별결과, 냉수온도(Tc)가 결빙발생온도(Tcd)이하가 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S17로 나아가서 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도(Tr)를 내부온도감지수단(116)에서 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력한다.
따라서, 스텝S18에서는 상기 내부온도감지수단(116)에 의해 감지된 내부온도(Tr)가 제어수단(110)에 미리 설정되어 있는 결빙발생내부온도(Trs;냉수탱크에 결빙현상이 발생하는 제품내부온도)이하인가를 판별한다.
상기 스텝S18에서의 판별결과, 내부온도(Tr)가 결빙발생내부온도(Trs)이하가 아닌 경우(NO일경우)에는 냉온정수기가 설치된 실내온도와 냉수탱크(7)의 냉수온도(Tc)가 정상온도조건이르모 상기 스텝S15로 복귀하여 스텝S15이하의 동작을 반복수행한다.
한편, 상기 스텝S18에서의 판별결과, 내부온도(Tr)가 결빙발생내부온도(Trs)이하인 경우(YES일경우)에는 냉수탱크(7)가 결빙되는 상태라고 판단하여 스텝S19로 나아가서 제어수단(110)은 사방밸브(123)를 제어하기 위한 제어신호를 사방밸브구동수단(122)에 출력한다.
따라서, 상기 사방밸브구동수단(122)에서는 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(123)를 오프시킨다.
이어서, 스텝S20에서는 상기 냉수탱크(7)의 결빙발생조건시 소정시간(냉동싸이클의 안정화를 위한 자연시간)이 경과하였는지를 판별하여, 소정시간이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 소정시간이 경과할때까지 계속해서 시간을 카운터하면서 스텝S20이하의 동작을 반복수행한다.
상기 스텝S20에서의 판별결과, 소정시간이 경과한 경우(YES일 경우)에는 스텝S21로 나아가서 제어수단(110)은 압축기(35)와 팬모터(47)를 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(126)과 모터구동수단(128)에 출력한다.
따라서, 상기 압축기구동수단(126)에서는 제어수단(110)의 제어에 따라 압축기(35)를 구동시키고, 모터구동수단(128)에서는 제어수단(110)의 제어에 따라 팬모터(39)를 구동시킨다.
상기 압축기(35)와 팬모터(39)가 구동되면, 압축기(35)에 의해 고온고압의 기체상태로 압축된 냉매가 사방밸브(123)를 통해 증발관(43)으로 유입되고, 상기 증발관(43)으로 유입된 냉매는 캐필러리튜브(125)를 통해 응축기(37)에 유입되며, 상기 응축기(37)에 유입된 냉매는 사방밸브(123)를 통해 다시 상기 압축기(35)로 흡입되면서 제 4도의 점선으로 도시한 바와 같이, 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.
상기 냉동싸이클의 변환에 따른 냉매흐름의 변화로 냉수탱크(7)의 온도가 점차 상승하므로, 스텝S22에서는 이때의 변화하는 냉수탱크(7)의 냉수온도(Tc)를 냉수온도감지수단(112)에서 감지하여 상기 제어수단(110)에 출력한다.
이에 따라. 스텝S23에서 제어수단(110)은 상기 냉수온도감지수단(112)에 의해 감지된 냉수온도(Tc)가 온도설정 스위치(105)에 의해 설정된 냉수설정온도(Tcs)이상인가를 판별하여, 냉수온도(Tc)가 냉수설정온도(Tcs)이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 냉수탱크(7)의 결빙이 완전히 제거되지 않은 상태라고 판단하여 상기 스텝S21로 복귀하여 압축기(35) 밑 팬모터(39)를 구동시키면서 스텝S21이하의 동작을 반복수행한다.
상기 스텝S23에서의 판별결과, 냉수온도(Tc)가 냉수설정온도(Tcs)이상인 경우(YES일 경우)에는 냉수탱크97)의 결빙이 완전히 제거된 상태라고 판단하여 스텝S24로 나아가서 제어수단(110)은 사방밸브(123)를 제어하기위한 제어신호를 사방밸브구동수단(122)에 출력한다.
따라서, 상기 사방밸브구동수단(122)에서는 제어수단(110)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(123)를 온시킨다.
이어서, 스텝S25에서는 상기 냉수탱크(70의 결빙해제조건시 소정시간(냉동싸이클의 안정화를 위한 자연시간)이 경과하였는지를 판별하여, 소정시간이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 소정시간이 경과할때끼자 계속해서 시간을 카운터하면서 스텝S25이하의 동작을 반복수행한다.
상기 스텝S25에서의 판별결과, 소정시간이 경과한 경우(YES일 경우에는 스텝S26으로 나아가서 압축기구동수단(126)과 모터구동수단(128)은 제어수단(110)의 제어에 따라 압축기(35)와 팬모터(39)의 구동을 정지시키면서 동작을 종료한다.
또한, 상기 스텝S16의 판별결과, 냉수온도(Tc)가 결빙발생온도(Tcd)이하인 경우(YES일 경우)에는 냉수탱크(7)가 결빙되는 상태라고 판단하여 상기 스텝S19로 나아가서 스텝S19이하의 동작을 반복수행한다.
상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 냉온정수기의 온도제어장치 및 그 방법에 의하면, 변화하는 제품내부온도 및 냉수온도에 따라 냉수탱크의 결빙여부를 판단하여 실온이 낮은 겨울철에도 냉수탱크의 결빙을 방지하고, 어떠한 온도조건에서도 원하는 온도의 냉수를 취수할 수 있으며, 제품에 대한 사용자의 신뢰도를 만족시킬 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
Claims (6)
- 급수되는 원수를 다수개의 필터를 통과시켜 정수한 후 가열 및 냉각시켜 온수 및 냉수를 공급하도록 정수탱크, 냉수탱크 및 온수탱크를 구비하는 냉온정수기에 있어서, 상기 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도를 감지하는 내부온도감지수단과, 상기냉수탱크의 냉수온도를 감지하는 냉수온도감지수단과, 상기 내부온도감지수단에 의해 감지된 내부온도 및 상기 냉수온도감지수단에 의해 감지된 냉수온도에 따라 상기 냉수탱크의 결빙여부를 판단하여 전체 동작을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 냉매가 순환하는 유로를 변경하여 상기 냉수탱크의 결빙을 방지하도록 사방밸브를 구동제어하는 사방밸브구동수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 냉수탱크의 온도를 상승시켜 상기 냉수탱크의 결빙을 방지하도록 압축기를 구동제어하는 압축기구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉온정수기의 온도제어장치.
- 제 1항에 있어서,상기 사방밸브는 상기 냉수탱크의 결빙시 상기 압축기에 의해 압축된 고온고압의 기체냉매가 증발관으로 유입되도록 냉매유로를 변경하는 것을 특징으로하는 냉온정수기의 온도제어장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 사방밸브는 상기 냉수탱크의 결빙제거시 상기 압축기에 의해 압축된 고온고압의 기체냉매가 응축기로 유입되도록 냉매유로를 변경하는 것을 특징으로 하는 냉온정수기의 온도제어장치.
- 급수되는 원수를 침전필터, 전처리필터, 멤브레인, 후처리필터 및 UV필터를 통과시켜 정수를 행하는 정수스텝과, 상기 필터를 통과하여 냉수탱크에 저장된 정수를 압축기의 구동에 따라 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각스텝과, 상기 냉각스텝에서 생성된 냉수온도를 감지하는 냉수온도감지스텝과, 냉온정수기가 설치된 장소에 따라 변화하는 제품내부온도를 감지하는 내부온도감지스텝과, 상기 냉수온도감지스텝에서 감지된 냉수온도 및 상기 내부온도감지스텝에서 감지된 제품내부온도에 따라 상기 냉수탱크의 결빙여부를 판별하는 결빙판별스텝과, 상기 결빙판별스텝에서 상기 냉수탱크가 결빙되었다고 판별되면 사방밸브를 제어하여 냉매가 순환하는 유로를 변경하는 유로변경스텝과, 상기 유로변경스텝에서 변경된 냉매유로에 따라 압축기를 구동하여 상기 냉수탱크의 결빙을 방지하는 결빙제거스텝과, 상기 압축기의 구동에 따라 변화하는 냉수온도를 감지하여 상기 냉수탱크의 결빙이 제거되었는지를 판별하는 결빙제거판별스텝으로 이루어진 것을 특징으로하는 냉온정수기의 온도제어방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 결빙판별스텝은 냉수온도가 제어수단에 기설정된 결빙발생온도이하인 경우, 상기 냉수탱크가 결빙되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉온정수기의 온도제어 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 결빙판별스텝은 제품내부온도가 제어수단에 기설정된 결빙발생 내부온도이하인 경우, 상기 냉수탱크가 결빙되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉온정수기의 온도제어방법.
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