KR100889456B1 - 이중 가열 히터 및 이를 포함하는 냉온수 공급장치 - Google Patents

이중 가열 히터 및 이를 포함하는 냉온수 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정수된 물을 가열하는 히터 및 이러한 히터를 포함한 냉온수 공급장치에 관한 것으로서, 특히 이중 가열 히터를 통해 예비 가열된 온수를 재가열하여 짧은 시간에 고온수를 공급할 수 있으며, 이중 가열 방식으로 상온수를 온수로, 온수를 고온수로 가열하여 다양한 온도범위의 정수수를 공급할 수 있는 이중 가열 히터 및 이를 포함한 냉온수 공급장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 물을 가열하는 열을 발산하는 발열체 및, 발열체가 내부에 삽입되며 발열체와의 사이에 일정한 내부공간을 형성하고 내부공간이 외부와 연결될 수 있는 구멍이 형성된 외측관을 포함하며, 발열체에서 발산하는 열에 의해 외측관의 외부에 접촉하는 물을 간접 가열할 수 있으며, 구멍을 통해 내부공간으로 유입된 물을 발열체와 접촉시켜 직접 가열할 수 있는 것을 특징으로 한다.
정수, 온수, 가열, 히터, 냉온수

Description

이중 가열 히터 및 이를 포함하는 냉온수 공급장치{A Dual Tube Heater And The Cold and Hot Water Supply Apparatus comprising the Same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터의 사시도.
도 2는 도 1의 이중 가열 히터를 Ⅱ-Ⅱ에서 본 단면도.
도 3은 도 1의 이중 가열 히터를 포함한 냉온수 공급시스템의 구성도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
100 : 이중 가열 히터 110 :외측관
112 : 입수구멍 115 : 출수구멍
120 : 발열체 122 : 보호관
125 : 절연체 127 : 전열선
130 : 내부공간 140 : 전극
200 : 온수탱크 300 : 정수탱크
400 : 세퍼레이트 보드 500 : 냉수탱크
610 : 유로전환밸브 800 : 전력제어부
본 발명은 정수된 물을 가열하는 히터 및 이러한 히터를 포함한 냉온수 공급시스템에 관한 것으로서, 특히 이중 가열 히터를 통해 예비 가열된 온수를 재가열하여 짧은 시간에 고온수를 공급할 수 있으며, 이중 가열 방식으로 상온수를 온수로, 온수를 고온수로 가열하여 다양한 온도범위의 정수수를 공급할 수 있는 이중 가열 히터 및 이를 포함한 냉온수 공급시스템에 관한 것이다.
여기서 상온수는 통상적으로 17℃ 내외의 정수수를 의미하며, 온수는 40℃ 내지 70℃의 정수수, 고온수는 80℃ 내지 92℃의 정수수를 의미한다. 물론 이러한 온도범위는 상대적으로 결정될 수 있으므로 상온수와 온수 및 고온수의 온도범위는 다르게 정의될 수 있다.
냉온수 공급시스템은 정수된 물을 일정한 온도로 가열하거나 냉각시켜 음용수로 공급하는 시스템으로서, 통상적인 냉온수 공급시스템은 상수도로부터 공급되는 상온수를 필터 등을 이용하여 음용수에 적합한 정수수로 여과처리한 뒤, 소정의 저장탱크에 저장한 상태에서 가열 또는 냉각시켜 사용자에게 공급한다. 이러한 냉온수 공급시스템은 일반적인 정수기에 적용된다.
일반적인 냉온수 공급시스템은, 정수된 정수수가 상온의 상태로 저장되는 정수탱크, 상온수를 일정한 온도로 냉각시킨 냉각수를 저장하는 냉각탱크 및 상온수를 일정한 온도로 가열시킨 온수를 저장하는 온수탱크를 포함한다. 상온수는 온수 탱크로 공급되고, 온수탱크 내에 설치된 히터에 의해 상온수를 온수로 가열하는 것이 일반적이다.
종래의 기술에 의한 냉온수 공급시스템에 의하면, 4℃ 내외의 냉수 또는 80℃ 내지 92℃ 의 고온수를 선택적으로 사용자에게 공급할 수 있다. 따라서 사용자에게 고온수를 공급하기 위해서는, 온수탱크 내에 설치된 히터를 가동시켜 고온수에 적합한 온도를 유지해야 한다.
이러한 경우 고온에 도달한 고온수를 사용자가 원하는 온도로, 예를 들어 80℃ 내지 92℃의 범위 내에서 조절하기 위해서는, 비열이 큰 물의 특성상 대기시간이 수십초에서 수분까지 소요된다. 더욱이 사용자에게 공급할 수 있는 고온수의 온도범위가 매우 제한적이다.
위와 같은 종래의 기술에서 사용하는 히터는 일반적인 시즈히터(sheath heater)가 사용되는데, 이는 전기발열선을 보호하기 위하여 사용되는 보호관과, 보호관의 중심부에 위치한 전기발열선 및 보호관과 전기발열선 사이에 충전되는 절연체를 포함한다.
이러한 시즈히터(sheath heater)로서 가열 가능한 온도범위는 제한적이며, 일반적인 정수기에서 분당 1리터의 물을 추출시킬 때 최대 수온 상승폭은 30℃로 알려져 있다.
결과적으로 시즈히터를 이용한 종래의 냉온수 공급시스템은, 냉수와 고온수만을 제공할 수 있어 사용자의 선택의 폭이 좁아지며, 고온수로 가열하는 시간이나 고온 상태에서의 온도 조절시간이 길어지는 문제점이 있다.
사용자는 이와 같은 냉수나 고온수가 아닌, 적절한 온도의 온수를 공급 받기 위해서는, 냉수와 고온수를 각각 추출해서 적절한 비율로 혼합하는 수밖에 없다. 이러한 경우 사용자는 정확한 온도의 온수를 공급받기 어렵다.
또한 냉온수 공급시스템 자체에서 제어기술을 적용하여 내부에서 고온수와 냉수를 적절한 비율로 혼합하여 사용자에게 공급하는 기술이 제시된 바 있으나, 이와 같은 기술에 의해도 다양한 온도범위의 온수를 공급하기는 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 짧은 시간에 고온수를 공급할 수 있으며, 아울러 다양한 온도 범위의 정수수를 공급할 수 있는 이중 가열 히터 및 이를 포함한 냉온수 공급시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터는, 가열할 물이 저장된 물탱크 내에 설치되는 히터에 있어서, 상기 물을 가열하는 열을 발산하는 발열체; 및, 상기 발열체가 내부에 삽입되며 상기 발열체와의 사이에 일정한 내부공간을 형성하고 상기 내부공간이 외부와 연결될 수 있는 구멍이 형성된 외측관;을 포함하며, 상기 발열체에서 발산하는 열에 의해 상기 외측관의 외부에 접촉하는 물을 간접 가열할 수 있으며, 상기 구멍을 통해 상기 내부공간으로 유입된 물을 상기 발열체와 접촉시켜 직접 가열할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구멍은, 상기 외측관의 내부로 상기 물이 원활히 유입되고 배출될 수 있도록 상기 외측관의 일측과 타측에 각각 형성되는 것이 바람직하다.
상기 발열체는, 상기 외측관의 일측과 타측에 돌출 형성된 전극을 통해 전기 에너지를 공급받는 전열선;과, 상기 전열선이 내부에 삽입된 절연체; 및, 상기 절연체를 감싸면서 상기 외측관과의 사이에 상기 내부공간을 형성시키는 보호관;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 실시예에 따른 냉온수 공급장치는, 냉온수를 공급하는 장치에 있어서, 발열체와 상기 발열체가 내부에 삽입되며 상기 발열체와의 사이에 일정한 내부공간을 형성하고 상기 내부공간이 외부와 연결될 수 있는 구멍이 형성된 외측관을 포함하는 이중 가열 히터; 및, 상기 이중 가열 히터가 내부에 위치하여 상기 이중 가열 히터의 외측관에 의해 간접가열되어 일정한 온도로 유지되는 온수를 저장하는 온수 탱크;를 포함하며, 상기 온수탱크로부터 추출된 상기 온수를 상기 이중 가열 히터의 상기 구멍을 통해 상기 내부공간으로 유입시켜 상기 발열체와 접촉되게 하여 직접 가열할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는, 상온수를 저장하는 정수탱크를 더 포함하며, 상기 정수탱크에 저장된 상온수를 상기 온수탱크 내에 위치한 상기 이중 가열 히터의 상기 구멍을 통해 상기 내부공간으로 유입시켜 온수로 가열할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 구멍은, 상기 외측관의 내부로 상기 물이 원활히 유입되고 배출될 수 있도록 상기 외측관의 일측과 타측에 각각 형성되는 것이 바람직하다.
상기 장치는, 상기 정수탱크로부터 공급되는 상온수와, 상기 온수탱크로부터 추출되는 온수가 선택적으로 상기 이중 가열 히터의 상기 내부공간으로 유입될 수 있도록 제어하는 유로전환밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 유로전환밸브로 연결되며 상기 정수탱크로부터 상온수를 공급하는 정수유로; 상기 유로전환밸브로부터 상기 일측의 구멍으로 연결되어 상기 상온수를 상기 이중 가열 히터의 내부공간으로 안내하는 입수유로; 상기 온수탱크로부터 상기 유로전환밸브로 연결되며 상기 온수탱크에 저장된 온수를 추출하는 추출유로;를 포함하며, 상기 유로전환밸브에 의해, 상기 정수탱크로부터 유입되는 상온수를 상기 정수유로 및 입수유로를 거쳐 상기 이중 가열 히터에 의해 온수로 가열하여 공급하거나, 또는 상기 온수탱크로부터 온수를 추출하여 상기 추출유로 및 입수유로를 거쳐 상기 이중 가열 히터에 의해 고온수로 가열하여 공급할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 발열체는, 상기 외측관의 일측과 타측에 돌출 형성된 전극을 통해 전기 에너지를 공급받는 전열선;과, 상기 전열선이 내부에 삽입된 절연체; 및, 상기 절연체를 감싸면서 상기 외측관과의 사이에 상기 내부공간을 형성시키는 보호관;을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 전극으로 공급하는 전력을 제어하는 전력제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터 및 이중 가열 히터를 포함한 냉온수 공급시스템의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터(100)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
이중 가열 히터(100)는, 물을 가열하는 열을 발산하는 발열체(120) 및, 발열체가 내부에 삽입되는 외측관(110)을 포함한다. 발열체(120)의 양 끝단은 바람직하게 전극(140)과 연결된다.
외측관(110)은 발열체(120)를 내부에 포함하면서, 발열체(120)와의 사이에 일정한 내부공간(130)을 형성하고, 내부공간(130)이 외부와 연결될 수 있는 구멍(112, 115)이 형성된다.
이와 같은 외측관(110)의 형상을 통해, 발열체(120)에서 발산하는 열에 의해 외측관의 외부에 접촉하는 물을 간접 가열할 수 있으며, 동시에 구멍(112, 115)을 통해 내부공간(130)으로 유입된 물을 발열체(120)와 접촉시켜 직접 가열할 수 있다.
여기서 '간접가열'이란 발열체(120)로부터 발산되는 열이 내부공간(130)을 통해 외측관(110)으로 전달되어 외측관(110)의 외부면과 접촉하는 물을 가열하는 방식을 의미한다. 내부공간(130)에는 물이 채워질 수 있으므로, 발열체(120)와 직접 접촉하는 내부공간(130)에 채워진 물은 발열체(120)에 의해 '직접가열'되는 반면, 외측관(110)의 외부면과 접촉하는 물은 내부공간(130)에 채워진 물을 통해 외측관(110)을 지나 열을 전달받는 다.
이와 같은 이중 가열 히터(100)는 앞서 언급한 냉온수 공급시스템에 포함되는 온수탱크 내부에 설치되어 온수탱크로 유입되는 상온수를 온수로 가열하는데, 종래의 기술에 의한 시즈히터는 제한적인 온도로만 가열할 수 있는 반면, 이중 가열 히터(100)를 이용하면, '간접가열' 방식을 통해 온수탱크의 물을 적정한 온도의 온수상태로 유지함과 동시에 적정한 온도의 온수를 '직접가열'하여 단시간에 고온수를 공급할 수 있게 된다. 이와 같은 이중 가열 방식을 통한 다양한 온도범위의 냉온수 공급시스템은 후술한다.
따라서 '직접가열'을 위해, 이중 가열 히터(100)의 내부공간(130)으로 물을 유입시키기 위해서는 내부공간(130)과 연결되는 구멍(112, 115)이 형성되어야 한다. 구멍(112, 115)의 형상과 개수에는 특별한 제한이 없으며, 이중 가열 히터(100)가 온수탱크 내부에 설치되는 경우, 온수탱크의 외부와 연결된 소정의 유로들과 연결될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 구멍(112, 115)은 외측관(110)의 내부로 물이 원활히 유입되고 배출될 수 있도록 외측관(110)의 일측과 타측에 각각 형성된다. 예를 들어, 도 1에서 처럼 외측관의 일측에 입수구멍(112)이 형성되고 타측에 출수구멍(115)이 형성된다.
이와 같은 입수구멍(112)과 출수구멍(115)은 온수탱크의 외부와 소정의 유로를 통해 연결된다. 다만 온수탱크로부터 온수가 추출되어 내부공간(130)으로 재유입되는 과정에 대해서는 냉온수 공급시스템에 관련된 내용에서 상세하게 설명한다.
외측관(110)은 도 1을 참조하면, 입수구멍(112)이 형성된 일측에서부터 연속적으로 출수구멍(115)이 형성된 타측으로 이어진다. 입수구멍(112)와 출수구멍(115)의 사이 중간영역에서 외측관(110)에는 일정한 회수의 턴(turn)이 형성되는 것이 일반적이다.
턴의 회수가 많을수록 외측관(110)의 표면적이 넓어지므로 가열할 수 있는 물의 양이 많아질 것이나, 열효율은 떨어질 수 있다. 따라서 설계자는 적절한 회수의 턴을 가지는 외측관(110)을 설계해야 할 것이다.
외측관(110)의 일측과 타측에는 전극(140)이 연결되어 외측관(110)의 내부 발열체(120)로 전기에너지를 공급한다. 이중 가열 히터(100)는 일반적으로 온수탱크의 물속에 잠긴 상태로 설치되나 전극(140) 부분은 물론 온수탱크의 외부로 돌출된다. 다만 전극(140)으로 수분이 흘러가지 않도록, 전극(140)이 돌출 형성된 외측관(110)의 일측단과 타측단은 밀폐되어야 할 것이다.
발열체(120)는 외측관(110)의 내부에 삽입되며, 바람직하게 외측관(110)의 일측단으로부터 타측단으로 외측관(110)의 내부에서 외측관(110)의 형성 경로를 따라 연속되게 형성된다. 이러한 발열체(120)는 일반적인 시즈히터가 사용될 수 있다.
따라서 발열체(120)는 외측관(110)의 일측과 타측에 돌출 형성된 전극(140)을 통해 전기에너지를 공급받는 전열선(127), 전열선(127)이 내부에 삽입되어 전열선(127)을 보호하는 절연체(125) 및, 절연체(125)를 감싸면서 발열체(120)의 외관을 형성하고, 외측관(110)과의 사이에 내부공간(130)을 형성시키는 보호관(122)을 포함한다.
발열체의 용량은 1.5 내지 2.5 KW 의 범위 내에서 결정될 수 있으며 바람직하게 2.2KW가 될 수 있다. 물론 가열해야하는 물의 양에 따라 다양한 용량을 가지는 발열체가 사용될 수 있다. 다만 시즈히터에 관련된 기술은 알려진 것으로서 상세한 설명은 생략한다.
앞서 언급한 것처럼 보호관(122)과 외측관(110)은 일정한 간격으로 이격되어, 결과적으로 내부공간(130)을 형성시키고, 이러한 내부공간(130)을 통해 물이 유입되면서, 발열체(120)와 접촉되어 '직접가열'될 수 있다.
내부공간(130)은 발열체(120)와 외측관(110)의 사이 공간에 의해 자연스럽게 형성되며, 입수구멍(112)과 출수구멍(115)을 통해 외부와 연결된다. 바람직하게 입수구멍(112)을 통해 유입된 물이 내부공간(130)을 유로로 이용하여 소통되면서 출수구멍(115)으로 배출된다. 이때 발열체(120)에 의해 '직접가열'되는 방식에 대해서는 전술하였다.
내부공간(130)의 형상은 발열체(120)와 외측관(110)의 형상에 의해 상대적으로 형성되는 것이므로 특별한 제한은 없다. 다만 어떠한 경우에도 외측관(110)에 형성된 구멍(112, 115)을 통해 원활하게 물이 소통될 수 있어야 하므로 균일한 단면적을 가지며 단절되지 않는 연속적인 공간인 것이 바람직하다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터(100)를 포함한 냉온수 공급시스템의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터(100)를 포함한 냉온수 공급시스템은, 이중 가열 히터(100)가 내부에 설치된 온수탱크(200), 상온수가 저장되는 정수탱크(300), 정수탱크(300)와 세퍼레이트 보드(400)로 분리된 냉수탱크(500)를 포함하며, 각각의 탱크들(200, 300, 500)과 연결된 유로들(700, 710, 720, 730, 740, 750)과, 유로들에 장착되는 밸브들(600, 610, 620, 630, 640)을 포함한다. 또한 냉온수 공급시스템은 이중 가열 히터(100)에 공급되는 전력을 제어하는 전력제어부(800)와 전원을 공급하는 전원부(900)를 포함한다.
온수탱크(200)는 정수탱크(300)로부터 상온수를 공급받으며, 내부에 설치된 이중 가열 히터(100)에서 발열되는 열에 의해 온수 상태로 유지되는 온수를 저장한 다. 온수의 온도는 바람직하게 65℃ 전후가 된다. 사용하는 발열체의 용량에 따라 온수의 온도는 적절하게 조절될 수 있다.
온수탱크(200)에는 내부에 이중 가열 히터(100)가 설치되며, 이중 가열 히터(100)의 전극(140)은 온수탱크(200) 외부로 돌출되어 전력제어부(800)에 연결된다. 또한 이중 가열 히터(100)의 입수구멍(112)에는 입수유로(710)가 연결되고, 출수구멍(115)에는 출수유로(700)가 연결된다. 아울러 온수탱크(200)에 저장된 온수를 추출하기 위한 추출유로(720)가 온수탱크(200)의 내부로부터 온수탱크(200)를 관통하여 외부로 연결된다.
정수탱크(300)는 정수수입수구(1)로부터 상온상태의 정수수를 공급받아 저장하고, 이를 온수탱크(200)와 냉수탱크(500)로 공급한다. 정수수는 필터(미도시)를 통과한 음용수로서 여기서 설명하는 상온수, 온수, 고온수 등은 모두 정수수를 의미한다. 여기서 상온수는 17℃ 전후의 온도를 가지는 정수수를 의미한다. 물론 온도의 정의는 상대적인 것으로만 이해하면 충분하다.
정수탱크(300)에는 정수유로(730)가 연결되며, 사용자는 정수추출밸브(620)를 열어 정수유로(730)를 통해 정수수출수구(3)로 배출된 상온수를 공급받을 수 있다.
정수탱크(300)와 온수탱크(200)는 체크밸브(640)가 설치된 체크밸브유로(750)를 통해 연결될 수 있다. 이러한 체크밸브유로(750)를 통해 정수탱크(300)로부터 온수탱크(200)로 상온수를 공급할 수 있으며, 다만 온수탱크(200)의 온수가 정수탱크(300)로 역류되는 것을 방지하기 위해 체크밸브(640)가 설치되는 것이 바 람직하다.
정수탱크(300)로부터 온수탱크(200)로 상온수를 공급하는 방식에는 특별한 제한이 없으며, 정수탱크(300)와 온수탱크(200)는 하나의 단일한 탱크로 형성될 수도 있다. 다만 온수탱크(200)와 정수탱크(300)는 열적으로 차단되는 것이 바람직하므로 단열부재(미도시)를 이용하여 온수탱크(200)와 정수탱크(300)를 열적으로 분리시킬 수 있다.
세퍼레이트보드(400)는 정수탱크(300)와 냉수탱크(500)를 분리하며, 냉수탱크(500)에는 바람직하게 4℃ 전후의 냉수가 저장된다. 냉수의 생성방법은 일반적인 냉각 사이클을 이용하여 구현되는 알려진 것으로서 상세한 설명은 생략한다.
냉수탱크(500) 역시 정수탱크(300)에서처럼 냉수유로(740)가 연결되어, 사용자가 냉수추출밸브(630)를 열어 정수수출수구(3)를 통해 냉수를 공급받을 수 있다.
유로전환밸브(610)는 사용자의 선택에 의해, 정수유로(730)에서 유입되는 정수수(상온수)를 차단하면서 추출유로(720)와 입수유로(710)를 연결시키거나, 추출유로(720)를 차단하면서 정수유로(730)와 입수유로(710)를 연결시키는 기능을 수행한다.
전력제어부(800)는 전원부(900)로부터 이중 가열 히터(100)의 내부에 삽입된 발열체(120)로 공급되는 전력을 제어하여 발열체(120)와 접촉되면서 지나가는 상온수 또는 온수의 상승온도를 조절한다.
예를 들어 분당 1리터의 물이 발열체(120)를 접촉하면서 출수유로(700)로 배출될 때, 앞서 언급했듯이 2.2KW의 발열체(120)를 사용하는 경우 최대 온도 상승폭 은 30℃ 정도로 알려진다. 따라서 17℃의 상온수를 통과시키는 경우 17℃ 내지 47℃ 범위의 물을, 65℃의 온수를 통과시키는 경우 65℃ 내지 95℃의 물을 공급할 수 있다. 물론 17℃와 65℃는 예시적인 것이므로, 발열체(120)로 공급되는 물의 온도는 자유롭게 결정될 수 있을 것이다. 결과적으로 다양한 온도 범위의 물을 공급할 수 있다.
이하에서는 이중 가열 히터(100)를 통해 각각의 유로들(700, 710, 720, 730, 740, 750)과 각각의 밸브들(600, 610, 620, 630, 640)의 개폐에 따라 냉온수를 공급하는 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
이해의 편의를 위해, 상온수는 17℃, 온수는 47℃ 또는 65℃, 고온수는 95℃로 정의한다. 또한 17℃ 내지 47℃의 온도범위와 65℃ 내지 95℃의 온도범위를 가지는 정수수의 추출 방식에 대하여 상세하게 설명한다.
정수수입수구(1)를 통해 정수수가 정수탱크(300)에 일정한 수위로 채워지면서, 체크밸브유로(750)를 통해 상온수가 온수탱크(200)로 공급된다. 물론 체크밸브유로(750)가 아닌 다른 경로나 방식으로 공급될 수 있다.
온수탱크(200)에 일정한 수위로 상온수가 채워지면 또는 채워지는 동안, 전력제어부(800)는 이중 가열 히터(100)에 전력을 공급하여 온수탱크(200)에 저장되는 상온수를 온수로 가열한다.
이때 가열 방식은 앞서 설명한 '간접가열'방식으로 고온수 및 온수 추출 밸브(600)가 차단된 상태에서, 이중 가열 히터(100)는 일반적인 시즈히터와 같이 작동하면서 상온수를 온수로 가열한다. 이러한 상태에서 사용자는 고온수 및 온수 추 출 밸브(600)를 개방하면, 정수수출수구(3)를 통해 온수(65℃)를 공급받을 수 있다.
65℃ 내지 95℃ 온도범위의 정수수 추출 방식은 다음과 같다.
유로전환밸브(610)를 선택적으로 작동시켜 정수유로(730)로부터 유입되는 상온수를 차단하고 추출유로(720)와 입수유로(710)를 연결시킨다. 온수탱크(200)에 예비가열된 온수(65℃)는 추출유로(720)를 통해 외부로 배출되면서 유로전환밸브(610)를 지나 입수유로(710)에 유입된다.
입수유로(710)는 이중 가열 히터(100)의 입수구멍(112)과 연결되므로, 온수(65℃)는 이중 가열 히터(100)의 내부공간으로 유입되면서 발열체(120)와 접촉되어 '직접가열'된다.
전력제어부(800)에서 이때 전력공급 양을 최대치로 증가시키면, 이중 가열 히터는 온수(65℃)에서 최대 30℃ 상승한 고온수(95℃)를 생성시킬 수 있으며, 고온수(95℃)는 출수유로(700)를 통해 배출된다. 전력제어부(800)에서 적절히 공급되는 전력을 제어하면 65℃ 내지 95℃ 범위의 정수수를 선택적으로 공급받을 수 있다.
17℃ 내지 47℃ 온도범위의 정수수 추출방식은 다음과 같다.
유로전환밸브(610)를 선택적으로 작동시켜 추출유로(720)를 차단하고 정수유로(730)와 입수유로(710)를 연결시킨다. 정수탱크(300)에 저장된 상온수(17℃)는 정수유로(730)를 통해서 유로전환밸브(610)를 지나 입수유로(710)에 유입된다. 입수유로(710)는 이중 가열 히터(100)의 입수구멍(112)과 연결되므로, 상온수(17℃) 는 이중 가열 히터(100)의 내부공간으로 유입되면서 발열체(120)와 접촉되어 '직접가열'된다.
전력제어부(800)에서 이때 전력공급 양을 최대치로 증가시키면, 이중 가열 히터는 상온수(17℃)에서 최대 30℃ 상승한 온수(47℃)를 생성시킬 수 있으며, 상온수(47℃)는 출수유로(700)를 통해 배출된다. 전력제어부(800)에서 적절히 공급되는 전력을 제어하면 17℃ 내지 47℃ 범위의 정수수를 선택적으로 공급받을 수 있다.
위와 같이 다양한 온도범위의 정수수를 단시간에 공급할 수 있는데, 발열체(120)와 접촉되는 정수수의 부피는 외측관(110)에 의해 제한되는 내부공간(130)에 한정되므로, 발열체(120)와 접촉되는 정수수의 부피는 최소화된다. 따라서 발열체(120)는 단시간에 큰 폭으로 정수수의 온도를 상승시킬 수 있으며, 반대로 공급되는 전력을 차단하면 고온의 정수수를 단시간에 낮은 온도로 변경시킬 수 있다.
결과적으로 65℃의 온수상태를 유지하면서도 단시간에 90℃ 이상의 고온수를 공급할 수 있으므로, 온수탱크(200)는 필수적으로 열에 대한 내성이 강한 고가의 재료로 제조될 필요는 없게 된다. 따라서 비용절감이 기대된다.
한편 도면에는 도시하지 않았으나, 각각의 밸브(600, 610, 620, 630, 640)들의 개폐 제어와 전력제어부(800)를 통해 이중 가열 히터(100)에 공급되는 전력의 제어는 마이크로 프로세서를 포함한 제어시스템에 의해 자동으로 구현될 수 있다. 다만 이러한 제어시스템은 알려진 것으로서 상세한 설명은 생략한다.
또한 각각의 유로들(700, 710, 720, 730, 740, 750)을 통한 정수수의 원활한 소통을 위해 도면에는 도시하지 않았으나 별도의 가압펌프들이 추가 장착될 수 있다.
지금까지 설명한 내용에 포함되는 각각의 온도는 예시적인 것으로서, 위의 냉온수 공급시스템을 통하여 공급 가능한 온도범위의 정수수는, 액체 상태로 유지되는 음용수로서 0℃ 내지 100℃의 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있다. 또한 최대온도상승폭으로서 기술한 30℃는 예시적인 것으로서 사용하는 히터의 용량이나 가열할 정수수의 유량 등과 관련하여 변경이 있을 수 있다.
어느 경우에나 이중 가열 히터(100)를 이용하여 '간접가열' 및 '직접가열' 방식으로 냉온수를 공급하는 시스템은 본 발명의 기술적 사상에 포섭된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열 히터 및 이중 가열 히터를 포함한 냉온수 공급시스템에 의하면, 다양한 온도범위의 정수수를 공급할 수 있으며, 단시간에 고온수를 공급할 수 있는 효과가 있다.
더욱이 80℃ 내지 90℃의 고온수 상태를 유지할 필요없이 65℃ 전후의 온수상태를 유지하면서도 단시간에 고온수를 공급할 수 있으므로 전력효율이 우수하다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 냉온수를 공급하는 장치에 있어서,
    발열체와, 상기 발열체가 내부에 삽입되며 상기 발열체와의 사이에 일정한 내부공간을 형성하고 상기 내부공간이 외부와 연결될 수 있는 구멍이 형성된 외측관을 포함하는 이중 가열 히터;
    상기 이중 가열 히터가 내부에 위치하여 상기 이중 가열 히터의 외측관에 의해 간접가열되어 일정한 온도로 유지되는 온수를 저장하는 온수 탱크;
    상온수를 저장하는 정수탱크; 및
    상기 정수탱크로부터 공급되는 상온수와, 상기 온수탱크로부터 추출되는 온수가 선택적으로 상기 이중 가열 히터의 상기 내부공간으로 유입될 수 있도록 하는 유로전환밸브를 포함하며,
    상기 온수탱크로부터 추출된 상기 온수를 상기 이중 가열 히터의 상기 구멍을 통해 상기 내부공간으로 유입시켜 상기 발열체와 접촉되게 하여 직접 가열할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정수탱크에 저장된 상온수를 상기 온수탱크 내에 위치한 상기 이중 가열 히터의 상기 구멍을 통해 상기 내부공간으로 유입시켜 온수로 가열할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 구멍은,
    상기 외측관의 내부로 상기 온수가 원활히 유입되고 배출될 수 있도록 상기 외측관의 일측과 타측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 구멍은,
    상기 외측관의 내부로 상기 온수가 원활히 유입되고 배출될 수 있도록 상기 외측관의 일측과 타측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서,
    상기 유로전환밸브로 연결되며 상기 정수탱크로부터 상온수를 공급하는 정수유로;
    상기 유로전환밸브로부터 상기 외측관에 형성된 구멍으로 연결되어 상기 상온수를 상기 이중 가열 히터의 내부공간으로 안내하는 입수유로;
    상기 온수탱크로부터 상기 유로전환밸브로 연결되며 상기 온수탱크에 저장된 온수를 추출하는 추출유로;를 포함하며,
    상기 유로전환밸브에 의해, 상기 정수탱크로부터 유입되는 상온수를 상기 정수유로 및 입수유로를 거쳐 상기 이중 가열 히터에 의해 온수로 가열하여 공급하거나, 또는 상기 온수탱크로부터 온수를 추출하여 상기 추출유로 및 입수유로를 거쳐 상기 이중 가열 히터에 의해 고온수로 가열하여 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 발열체는,
    상기 외측관의 일측과 타측에 돌출 형성된 전극을 통해 전기 에너지를 공급받는 전열선;과,
    상기 전열선이 내부에 삽입된 절연체; 및,
    상기 절연체를 감싸면서 상기 외측관과의 사이에 상기 내부공간을 형성시키는 보호관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전극으로 공급하는 전력을 제어하는 전력제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온수 공급장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200256434Y1 (ko) 2001-08-21 2001-12-24 김광식 온수탱크용 가열히터
KR20030068980A (ko) * 2002-02-19 2003-08-25 주식회사 위닉스 냉온 정수기 구조
KR20030090414A (ko) * 2002-05-23 2003-11-28 (주)혜원전기 냉·온수용 파이프 구조
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200256434Y1 (ko) 2001-08-21 2001-12-24 김광식 온수탱크용 가열히터
KR20030068980A (ko) * 2002-02-19 2003-08-25 주식회사 위닉스 냉온 정수기 구조
KR20030090414A (ko) * 2002-05-23 2003-11-28 (주)혜원전기 냉·온수용 파이프 구조
KR20040041130A (ko) * 2004-04-24 2004-05-14 (주)엘버스 유도가열을 이용한 전기보일러

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