KR101627615B1 - 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기에 관한 것으로, 장치 가동용 전원및 내장된 장치의 제어부와 디스플레이장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받고, 사용자에게 냉온 정수기의 사용상태 정보를 표출하여 전달하며, 입력장치를 이용하여 사용자가 냉수, 온수, 정수를 선택 공급할 수 있으며, 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 정보를 제공하는 디스플레이부(20)와; 상기 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 상기 냉온정수기 장치를 작동 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 외부에서 공급된 물을 가열하여 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 온수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 온수저장·제어부(50)와; 외부에서 공급된 물을 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 냉수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 냉수저장·제어부(60)와; 상기 냉수저장·제어부(60)로 순환시켜 폐수의 낭비를 방지하기 위한 순환냉각장치부(70); 및 외부로 부터 공급되는 물을 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)에 공급하고, 냉수 온수 및 정수를 출수하기 위한 밸브부(80);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 열전소자를 사용하는 스마트 냉온 정수기에 관한 것으로, 열전소자의 냉각특성을 극대화 시키기 위해서 반대측면에서 발생하는 열의 억제를 위해서 사용되어지는 수냉식 순환 쿨링 제어방식을 이용하고 멀티 전압 제어방식을 추가한 냉온 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 열전소자를 활용하는 냉온 정수기는 기본적으로 냉각시 반대면에서 발열을 하게 되는데, 이때 발생하는 발열에너지를 상쇄시키지 못할 경우 양면의 온도차가 커져서 냉각효과가 현저하게 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
이때 양면의 온도차를 최소화 하기 위해서 발열면에 방열을 시킬 수 있는 기계적 방열기구를 설치하는데, 크게는 알루미늄 방열판과 냉각용 팬을 활용하는 공냉식과 물을 이용한 수냉식으로 구분된다.
먼저, 공냉식의 경우 알루미늄 방열판의 사이즈가 크고 팬을 사용하여 소음도 많지만 실제 그 냉각 효과가 그다지 높지 못하며 방열판의 크기가 커지는 구조로 냉온정수기의 소형화가 불가능하다는 문제점이 있었다.
또 다른 방식으로는 수냉식을 사용하는 경우가 있는데, 이는 방열 효과도 높고 컴팩트한 사이즈의 형상도 가능하여 다양한 장점을 가지고 있다. 그렇지만 방열을 위해 냉각에 사용되는 냉각수를 지속적으로 외부로 배출해야 하는 단점을 가지고 있어 자원 절약형 냉온정수기를 제조 하는데에는 한계성을 가질 수 밖에 없었다.
그리고 열전소자의 전력 제어방법에서도 기존 아날로그 소자인 히터 및 열선에 적용하는 비례제어방법을 사용하여 일정한 전압을 주기적으로 공급하여 목표로 하는 온도를 유지 및 도달 할 수 있도록 하는 단편적인 방법을 사용하고 있었다.
이러한 열전소자의 전력 제어방법은 아날로그 방식의 소자에는 안정적인 구동과 적절한 방법으로 적용될 수 있지만 반도체 소자인 열전소자에는 적당한 방법이 아닌 것이다.
열전소자는 공급 되는 전력에 따라 비례적으로 냉각이 되거나 발열을 하는 것이 아닌 주변 환경과 열전소자의 고유 특성인 COP(Coefficient of performance) 특성에 의해서 동일 한 전압이 공급되는 경우에도, 그 특성은 현저하게 차이가 발생하는데 이를 무시한 고정적인 비례제어만을 사용한다면 열전소의 특성을 완벽하게 활용할 수 없어 소비전력이 크게 증가하게 되기 때문이다.
또한, 종래 정수기는 그 구조가 제품 케이스에 볼트 및 용접을 통해서 각각의 구성을 고정하여 사용자나 유지 보수 인력이 특별이 고안된 툴을 사용하지 않으면 탈 부착이 불가능 하도록 되어 있고 이로 인해 추가적으로 내부의 청소가 불가능하다는 구조적인 문제점도 발생하였다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 열전소자를 이용한 냉온정수기에서 열전소자의 성능유지를 위해 냉각시 발생하는 발열을 최대한 억제하여 에너지 소비를 줄임에 있어 발열되는 면의 온도를 지속적으로 냉각시켜 주지 않으면 열전소자의 성능이 현저하게 떨어져 에너지 소비가 급속도로 증가하게 되는데 이를 해결하기 위해서 기존 수냉 쿨링 시스템의 단점인 지속적인 냉각수 배출 방식이 아닌 온도가 상승한 냉각수를 열 교환기를 통해서 자연 대류 방식으로 순환하는 방식과 더불어 외부로 배출하는 시스템을 복합화시켜 기존 방식에 비해서 냉각수의 배출을 최소화 시킬 수 있도록 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기를 제공하기 위한 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 냉각시 열전소자의 제어 방법에서 기존 순수 단일 전원 비례제어방식을 사용하지 않고 열전소자의 고유 특성인 COP 특성을 활용 할 수 있도록 멀티 전압 비례제어방법을 적용하여 보다 효과적이고 저 소비전력의 제어을 실현 할 수 있는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 온수측에도 열전소자를 사용함으로 온수가 목표온도에 도달한 이후에는 이 역시 상태 유지를 위해서 대기 상태로 전환 운용되는데 이때 온수측의 발열 면과 흡열면의 온도차가 최대 60도 이상 발생하게 되어 이때 열전소자 양단에는 온도차에 의한 에너지가 생성되는데 이 에너지를 배터리 및 슈퍼 캐패시터와 같은 저장 장치에 저장하여 재 사용이 가능하도록 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 냉수를 생성하기 위해서 열전소자를 가동함에 따라 발생한 반대면의 발열로 인해 냉수가 목표 온도에 도달하였다 하더라도 반대면에 생성된 열로 인해서 급속히 온도가 상승하는 문제를 안고 있어 이 문제를 해결하기 위한 것이다. 이를 위해 냉수가 목표 온도에 도달하게 되면 열전소자의 발열부분에 외부로부터 유입되는 차가운 물을 이용하여 발열된 반대면을 신속하게 냉각을 시켜 목표온도에 도달한 냉수에서의 열 흡수를 최소화하여 보다 낮은 온도가 지속될 수 있도록 하고, 이와 함께 열전소자의 냉각을 위해서 사용되어진 온도가 높아진 냉각수가 열전소자의 접촉면으로 흐르지 않도록 하는 별개의 냉각수의 흐름을 형성하여 순환시킴으로서 외부의 차가운 물을 공급 하지 않아도 냉각수를 냉각 시킴으로 배출되는 물을 최소화 할 수 있도록 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은, 디스플레이를 이용해서 현재 정수기의 여러가지 정보(소비전력, 물 사용량, 온수온도, 냉수온도, 필터 교환 주기등)를 제공함으로 보다 편리한 사용이 가능하고 이들 정보를 월간 및 년간단위로 통계자료를 작성하여 사용자에게 시각적으로 제공하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이를 통하지 않고 좀더 세부적인 정보를 요구할 경우 휴대기기와 같은 IT 기기와 연결되어 모든 정보를 전송하고, 이들 IT 기기는 전용 앱을 이용해서 이들 정보를 사용자가 보기 편리하도록 편집하여 제공할 수 있도록 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기는, 장치 가동용 전원 및 내장된 장치의 제어부와 디스플레이장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받고, 사용자에게 냉온 정수기의 사용상태 정보를 표출하여 전달하며, 입력장치를 이용하여 사용자가 냉수, 온수, 정수를 선택 공급할 수 있으며, 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 정보를 제공하는 디스플레이부(20)와; 상기 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 상기 냉온정수기 장치를 작동 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 외부에서 공급된 물을 가열하여 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 온수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 온수저장·제어부(50)와; 외부에서 공급된 물을 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 냉수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 냉수저장·제어부(60)와; 상기 냉수저장·제어부(60)로 순환시켜 폐수의 낭비를 방지하기 위한 순환냉각장치부(70); 및 외부로부터 공급되는 물을 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)에 공급하고, 냉수 온수 및 정수를 출수하기 위한 밸브부(80);를 구비하여 이루어지는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기로서, 상기 냉수저장·제어부(60)는, 냉수를 저장하기 위한 냉수저장 탱크(61)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(61s)와, 입수 및 출수되는 물을 공급하기 위한 냉수공급관(62)을 내측에 설치하고, 냉수를 저장하고 온도의 변화를 방지하기 위한 냉수저장 및 제어블록(63)을 구비하며, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(64)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 냉수 제어커넥터(65)를 구비하고, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)의 외부에 설치되고, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 냉수용 열전달블록(66)과, 상기 열전달블록(66)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 열전소자 부착용 금속패드(68)와, 상기 열전소자 부착용 금속패드(68) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 냉각용 열전소자(69)와, 상기 냉각용 열전소자(69)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67), 및 상기 열전소자 냉각블록(67)의 내측에 냉각수를 공급하는 열전소자 냉각수 출수 배관(60d)을 구비함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 온수저장·제어부(50)는, 물을 가열하여 저장하기 위한 온수저장 탱크(51)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(51s)를 그 내측에 설치하고, 저장된 온수의 온도의 변화를 방지하기 위한 온수저장 및 제어블록(53)을 구비하며, 상기 온수저장 및 제어블록(53)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(54)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 온수 제어커넥터(55)를 구비하고, 상기 온수저장 및 제어블록(53)의 외부에 설치되어, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 가열용 열전달블록(56)과, 상기 가열용 열전달블록(56)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58)와, 상기 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 가열용 열전소자(59)와, 상기 가열용 열전소자(59)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 가열용 냉각블록(57), 및 상기 가열용 냉각블록(57)의 내측에 냉각수를 공급하는 가열용 열전소자 냉각수 출수 배관을 구비하여 이루어지는 것함으로써 달성할 수 있다.
또, 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)는, 각각 냉온정수기의 본체에 착탈 가능하게 모듈화 구성함으로써 달성할 수 있다.
또, 가열용 냉각블록(57)과 열전소자 냉각블록(67)은, 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)와, 상기 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)측에 열전도 특성이 양호한 동판(Cu)을 부착하고, 그 반대측에는 알루미늄(Al) 판 또는 플라스틱 판 중 어느 하나를 부착하여 이루어지는 것으로 함으로써 달성할 수 있다.
또한, 상기 주 제어장치(30)는, 외부 전원 및 통신용의 복수개의 커넥터(30C1, 30C2)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 통신연결부(30a)와 구동용 보조전원을 연결하는 보조전원부(30b)와, 상기 커넥터 및 통신연결부(30a)와 보조전원부(30b)에 연결되는 주 제어기(Main Controller)(31)를 구비하고,
상기 주 제어기(31)는, 열전소자의 전원을 제어하기 위한 가변전원부(32)와, 상기 가변전원부를 통해 냉각용 열전소자에 전원을 공급하는 냉각용열전소자 커넥터(33)를 연결하고, 그 냉각용 열전소자의 전류를 감지하는 제1전류감지부(34a)를 연결하고,
상기 주 제어기(31)는, 가열용 열전소자를 구동하기 위한 열전소자 구동부(36)와, 이 열전소자 구동부(36)와 상기 보조전원부(30b)에 연결되어 에너지를 충전하는 에너지충전부(38), 및 가열용 열전소자를 제어하기 위한 가열용열전소자 커넥터(37), 및 상기 냉각용열전소자 커넥터(33)와 가열용열전소자 커넥터(37)로부터 제공되는 온도를 감지하기 위한 열전소자 온도감지부(35)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 물을 공급하기 위한 펌프를 구동하는 펌프구동부와, 상기 펌프구동부에 연결되어 물을 공급하는 펌프(Pump)와, 이 펌프가 작동할 때 발생하는 전류를 감지하여 작동을 제어하기 위한 제2전류감지부(34b)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 외부로부터 물을 공급 및 배수하기 위한 밸브구동부(39)와, 이 밸브구동부에 연결되어 물을 공급 및 출수하기 위한 밸브부(80)를 연결하여; 그들의 작동을 제어하는 것이 바람직하다.
또, 상기 디스플레이부(20)는, 상기 전원공급부와 주 제어부 및 외부 장치와 연결하기 위한 복수개의 커넥터(20C1, 20C2, 20C3)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 제1, 제2 통신연결부(20a, 20b)와, 디스플레이 구동용으로 전압을 변환 조절하는 전력변환부(20c) 및 이들을 통해 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부(21)를 구비하고,
상기 전력변환부(20c)에서 변환된 전압을 공급받아 디스플레이 가동용의 전원을 충전하는 충전부(22)와, 상기 충전부에 연결되는 보조전원부(23)와, 상기 보조전원부에 연결되어 가동 전원을 공급받아 디스플레이에 시간을 공급 및 제어하는 시간발생부(24)를 구비하고, 상기 커넥터들에 연결되어 냉온정수기에 투여되는 빛의 차단여부를 감지하는 빛감지센서(21S1)와 사용자와 물체의 이동을 감지하는 모션감지센서(21S2)의 신호를 받아 표출 제어하며,
상기 디스플레이 제어부의 외측에는 온수의 안전공급을 위한 온수안전스위치(21S)와, 복수의 정보를 표출하기 위한 제1, 제2 표시장치(25a, 25b)와, 장치의 이상상태를 경고하는 경고음을 발생하는 경고음부(Buzzer)(26)와, 정보 제어 및 표출을 위한 입력장치인 키보드(27)를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디스플레이부(20)와 상기 주 제어장치(30)는 외부 제어 및 표출을 위한 외부 IT기기 및 검사장비부(40)를 추가로 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주 제어장치(30)는, 외부 전원 및 통신용의 복수개의 커넥터(30C1, 30C2)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 통신연결부(30a)와 구동용 보조전원을 연결하는 보조전원부(30b)와, 상기 커넥터 및 통신연결부(30a)와 보조전원부(30b)에 연결되는 주 제어기(Main Controller)(31)를 구비하고,
상기 주 제어기(31)는, 열전소자의 전원을 제어하기 위한 가변전원부(32)와, 상기 가변전원부를 통해 냉각용 열전소자에 전원을 공급하는 냉각용열전소자 커넥터(33)를 연결하고, 그 냉각용 열전소자의 전류를 감지하는 제1전류감지부(34a)를 연결하고,
상기 주 제어기(31)는, 가열용 열전소자를 구동하기 위한 열전소자 구동부(36)와, 이 열전소자 구동부(36)와 상기 보조전원부(30b)에 연결되어 에너지를 충전하는 에너지충전부(38), 및 가열용 열전소자를 제어하기 위한 가열용열전소자 커넥터(37), 및 상기 냉각용열전소자 커넥터(33)와 가열용열전소자 커넥터(37)로부터 제공되는 온도를 감지하기 위한 열전소자 온도감지부(35)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 물을 공급하기 위한 펌프를 구동하는 펌프구동부와, 상기 펌프구동부에 연결되어 물을 공급하는 펌프(Pump)와, 이 펌프가 작동할 때 발생하는 전류를 감지하여 작동을 제어하기 위한 제2전류감지부(34b)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 외부로부터 물을 공급 및 배수하기 위한 밸브구동부(39)와, 이 밸브구동부에 연결되어 물을 공급 및 출수하기 위한 밸브부(80)를 연결하여; 그들의 작동을 제어하는 것이 바람직하다.
또, 상기 디스플레이부(20)는, 상기 전원공급부와 주 제어부 및 외부 장치와 연결하기 위한 복수개의 커넥터(20C1, 20C2, 20C3)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 제1, 제2 통신연결부(20a, 20b)와, 디스플레이 구동용으로 전압을 변환 조절하는 전력변환부(20c) 및 이들을 통해 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부(21)를 구비하고,
상기 전력변환부(20c)에서 변환된 전압을 공급받아 디스플레이 가동용의 전원을 충전하는 충전부(22)와, 상기 충전부에 연결되는 보조전원부(23)와, 상기 보조전원부에 연결되어 가동 전원을 공급받아 디스플레이에 시간을 공급 및 제어하는 시간발생부(24)를 구비하고, 상기 커넥터들에 연결되어 냉온정수기에 투여되는 빛의 차단여부를 감지하는 빛감지센서(21S1)와 사용자와 물체의 이동을 감지하는 모션감지센서(21S2)의 신호를 받아 표출 제어하며,
상기 디스플레이 제어부의 외측에는 온수의 안전공급을 위한 온수안전스위치(21S)와, 복수의 정보를 표출하기 위한 제1, 제2 표시장치(25a, 25b)와, 장치의 이상상태를 경고하는 경고음을 발생하는 경고음부(Buzzer)(26)와, 정보 제어 및 표출을 위한 입력장치인 키보드(27)를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디스플레이부(20)와 상기 주 제어장치(30)는 외부 제어 및 표출을 위한 외부 IT기기 및 검사장비부(40)를 추가로 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
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본 발명의 실시 예에 의하면 이하의 효과를 구현할 수 있다.
열전소자의 경우 전원을 공급한다고 하여 공급된 전력과 비례적으로 흡열 및 발열을 하는 것이 아닌 주변 환경 , 열전소자의 양면의 온도차이등 많은 상관 관계를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 소자로 입력되는 전압이 달라지더라도 그 환경 및 제어 방법에 따라 동일한 특성을 유지 할 수 있는 특성이 있어 초기 구동 시와 목표 온도에 도달한 이후 그리고 목표 온도를 유지 하는 시간에서는 정상적인 구동시에 사용된 전압을 사용하지 않고 별도의 낮은 전압을 구성하여 공급할 수 있도록 하는 것이며 여기에서 열전소자의 COP 특성을 고려한 가장 효과적인 방법으로 열전소자는 공급 전압이 낮을 경우 높은 전압을 공급하는 경우보다 COP가 월등하게 향상되는 특성을 가지는데 기존의 단일 전원 비례제어 방법처럼 지속적으로 높은 전압을 공급하지 않고 1/5정도의 낮은 전압을 공급하더라도 양면의 온도차가 크지 않다면 기존 단일 전원 비례제어 방법과 동일한 특성을 발휘 할 수 있도록 제어하는 것이다. 이로 인해 가동시나 목표 온도에 도달하여 정지시 그리고 목표온도에 도달한 냉수를 작은 전력으로 그 유지 시간을 증가시켜 전체적인 에너지를 절감 할 수 있다.
열전소자의 경우 전원을 공급한다고 하여 공급된 전력과 비례적으로 흡열 및 발열을 하는 것이 아닌 주변 환경 , 열전소자의 양면의 온도차이등 많은 상관 관계를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 소자로 입력되는 전압이 달라지더라도 그 환경 및 제어 방법에 따라 동일한 특성을 유지 할 수 있는 특성이 있어 초기 구동 시와 목표 온도에 도달한 이후 그리고 목표 온도를 유지 하는 시간에서는 정상적인 구동시에 사용된 전압을 사용하지 않고 별도의 낮은 전압을 구성하여 공급할 수 있도록 하는 것이며 여기에서 열전소자의 COP 특성을 고려한 가장 효과적인 방법으로 열전소자는 공급 전압이 낮을 경우 높은 전압을 공급하는 경우보다 COP가 월등하게 향상되는 특성을 가지는데 기존의 단일 전원 비례제어 방법처럼 지속적으로 높은 전압을 공급하지 않고 1/5정도의 낮은 전압을 공급하더라도 양면의 온도차가 크지 않다면 기존 단일 전원 비례제어 방법과 동일한 특성을 발휘 할 수 있도록 제어하는 것이다. 이로 인해 가동시나 목표 온도에 도달하여 정지시 그리고 목표온도에 도달한 냉수를 작은 전력으로 그 유지 시간을 증가시켜 전체적인 에너지를 절감 할 수 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 따르면 온수측의 열전소자의 양면의 온도차에 의해서 발생되는 전압을 활용할수 있도록 에너지를 저장하고 이를 냉수의 목표 온도 유지 상태를 지속지키기위해서 냉수용 열전소자에 공급함으로 충분한 에너지원으로 사용할 수가 있어 이 또한 전력 절감에 기여하는 효과를 구현한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, IT 기기를 접속할 수 있는 단자를 구비하고 별도의 설정을 하지 않아도 기기가 연결되면 자동으로 해당 정보를 전송하여 불필요한 사용자의 행위를 최소화 할 수 있도록 구성하는 것이다.
외부기기의 연결은 최근 소비가 증가되고 있으며 보편화된 4G/LTE 폰(PHONE)과 같은 스마트폰에 본 발명의 제품과 통신 및 정보교환이 가능하도록 어플리케이션을 제작 설치하고 이 어플리케이션이 연결된 기기를 본 발명의 제품에 연결하게 되면 사용자의 조작없이도 자동으로 해당 정보등을 통신을 통해서 다운로드가 가능하여 사용자에게 현재까지의 물의 사용량, 전력의 사용량등 다양한 정보를 실시간 또는 통계수치를 제공할 수 있도록 하는 효과를 구현한다.
또한 어플리케이션의 유지보수 기능을 이용해서 현재 본 발명의 제품의 기능상 오류 여부 특정 기능의 정상 여부 등을 자동으로 손쉽게 확인할 수 있으며 또한 본 발명품의 생산자 및 판매자에게 자동으로 정보가 전송이 되어 필터의 교환여부, 청소의 필요여부를 실시간으로 관련자가 수집할 수 있어 기존의 냉온정수기의 일정한 기간마다 방문 서비스를 지원 할 수 있는 것이 아닌 사용자의 특성과 사용량등에 따라 주기적으로 방문 서비스가 가능함으로 이를 기반으로 보다 청결하고 깨끗한 제품의 관리가 가능 할 수 있도록 외부기기와의 접속이 가능한 효과를 구현한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 전체 구성을 도시하는 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 냉수 저장 및 제어부의 구성을 도시하여 설명하는 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 열전소자 냉각용 방열판의 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 온수저장 및 제어부의 구성 및 열전소자 냉각용 방열판의 구성을 도시하여 설명하기 위한 세부 구성도,
도 5는 본 발명의 구성에 의한 제어부의 세부적인 구성을 도시하여 설명하기 위한 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 디스플레이 제어부의 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도,
도 7은 7은 외부기기와 연동이 가능한 통신 채널의 구성 예를 설명하기 위해 도시한 블록도,
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환 냉각 시스템의 체계를 설명하기 위한 블록 구성도를 각각 도시하며,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기에서의 가변 전원 및 멀티 전원부의 구성을 도시하여 설명하기 위한 개략 구성도,
도 16은 종래 기술에 의한 냉온수기 장치에 있어서, 냉수 생성시 열전소자의 방열을 위한 수냉식 냉각방식을 설명하기 위한 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 냉수 저장 및 제어부의 구성을 도시하여 설명하는 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 열전소자 냉각용 방열판의 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 온수저장 및 제어부의 구성 및 열전소자 냉각용 방열판의 구성을 도시하여 설명하기 위한 세부 구성도,
도 5는 본 발명의 구성에 의한 제어부의 세부적인 구성을 도시하여 설명하기 위한 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 디스플레이 제어부의 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도,
도 7은 7은 외부기기와 연동이 가능한 통신 채널의 구성 예를 설명하기 위해 도시한 블록도,
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환 냉각 시스템의 체계를 설명하기 위한 블록 구성도를 각각 도시하며,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기에서의 가변 전원 및 멀티 전원부의 구성을 도시하여 설명하기 위한 개략 구성도,
도 16은 종래 기술에 의한 냉온수기 장치에 있어서, 냉수 생성시 열전소자의 방열을 위한 수냉식 냉각방식을 설명하기 위한 개략 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
(실시 예)
본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기는 냉수 및 온수를 공급하기 위한 냉온정수기 장치로서, 이하의 구성을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기는, 장치 가동용 전원 및 내장된 장치의 제어부와 디스플레이장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받고, 사용자에게 냉온 정수기의 사용상태 정보를 표출하여 전달하며, 입력장치를 이용하여 사용자가 냉수, 온수, 정수를 선택 공급할 수 있으며, 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 정보를 제공하는 디스플레이부(20)와; 상기 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 상기 냉온정수기 장치를 작동 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 외부에서 공급된 물을 가열하여 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 온수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 온수저장·제어부(50)와; 외부에서 공급된 물을 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 냉수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 냉수저장·제어부(60)와; 상기 냉수저장·제어부(60)로 순환시켜 폐수의 낭비를 방지하기 위한 순환냉각장치부(70); 및 외부로부터 공급되는 물을 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)에 공급하고, 냉수 온수 및 정수를 출수하기 위한 밸브부(80);를 구비하여 이루어지는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기로서, 상기 냉수저장·제어부(60)는, 냉수를 저장하기 위한 냉수저장 탱크(61)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(61s)와, 입수 및 출수되는 물을 공급하기 위한 냉수공급관(62)을 내측에 설치하고, 냉수를 저장하고 온도의 변화를 방지하기 위한 냉수저장 및 제어블록(63)을 구비하며, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(64)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 냉수 제어커넥터(65)를 구비하고, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)의 외부에 설치되고, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 냉수용 열전달블록(66)과, 상기 열전달블록(66)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 열전소자 부착용 금속패드(68)와, 상기 열전소자 부착용 금속패드(68) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 냉각용 열전소자(69)와, 상기 냉각용 열전소자(69)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67), 및 상기 열전소자 냉각블록(67)의 내측에 냉각수를 공급하는 열전소자 냉각수 출수 배관(60d)을 구비하여 이루어진다.
도 1을 참조하면서 그 구성과 연결을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기는, 장치 가동용 전원 및 내장된 장치의 제어부와 디스플레이장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받고, 사용자에게 냉온 정수기의 사용상태 정보를 표출하여 전달하며, 입력장치를 이용하여 사용자가 냉수, 온수, 정수를 선택 공급할 수 있으며, 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 정보를 제공하는 디스플레이부(20)와; 상기 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 상기 냉온정수기 장치를 작동 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 외부에서 공급된 물을 가열하여 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 온수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 온수저장·제어부(50)와; 외부에서 공급된 물을 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 냉수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 냉수저장·제어부(60)와; 상기 냉수저장·제어부(60)로 순환시켜 폐수의 낭비를 방지하기 위한 순환냉각장치부(70); 및 외부로부터 공급되는 물을 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)에 공급하고, 냉수 온수 및 정수를 출수하기 위한 밸브부(80);를 구비하여 이루어지는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기로서, 상기 냉수저장·제어부(60)는, 냉수를 저장하기 위한 냉수저장 탱크(61)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(61s)와, 입수 및 출수되는 물을 공급하기 위한 냉수공급관(62)을 내측에 설치하고, 냉수를 저장하고 온도의 변화를 방지하기 위한 냉수저장 및 제어블록(63)을 구비하며, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(64)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 냉수 제어커넥터(65)를 구비하고, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)의 외부에 설치되고, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 냉수용 열전달블록(66)과, 상기 열전달블록(66)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 열전소자 부착용 금속패드(68)와, 상기 열전소자 부착용 금속패드(68) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 냉각용 열전소자(69)와, 상기 냉각용 열전소자(69)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67), 및 상기 열전소자 냉각블록(67)의 내측에 냉각수를 공급하는 열전소자 냉각수 출수 배관(60d)을 구비하여 이루어진다.
도 1을 참조하면서 그 구성과 연결을 설명하기로 한다.
먼저, 냉온 정수기 장치를 가동하기 위한 가동용 전원 및 내장된 장치의 제어부와 디스플레이장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받고, 사용자에게 냉온 정수기의 사용상태 정보를 표출하여 전달하며, 입력장치를 이용하여 사용자가 냉수, 온수, 정수를 선택 공급할 수 있으며, 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 정보를 제공하는 디스플레이부(20)와; 상기 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 상기 냉온정수기 장치를 작동 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 외부에서 공급된 물을 가열하여 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 온수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 온수저장·제어부(50)와; 외부에서 공급된 물을 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 냉수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 냉수저장·제어부(60)와; 상기 냉수저장·제어부(60)로 순환시켜 폐수의 낭비를 방지하기 위한 순환냉각장치부(70); 및 외부로부터 공급되는 물을 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)에 공급하고, 냉수 온수 및 정수를 출수하기 위한 밸브부(80);를 구비하여 이루어진다.
이때, 상기 온수저장·제어부(50)는, 물을 가열하여 저장하기 위한 온수저장 탱크(51)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(51s)를 그 내측에 설치하고, 저장된 온수의 온도의 변화를 방지하기 위한 온수저장 및 제어블록(53)을 구비하며, 상기 온수저장 및 제어블록(53)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(54)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 온수 제어커넥터(55)를 구비하고, 상기 온수저장 및 제어블록(53)의 외부에 설치되어, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 가열용 열전달블록(56)과, 상기 가열용 열전달블록(56)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58)와, 상기 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 가열용 열전소자(59)와, 상기 가열용 열전소자(59)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 가열용 냉각블록(57), 및 상기 가열용 냉각블록(57)의 내측에 냉각수를 공급하는 가열용 열전소자 냉각수 출수 배관을 구비하여 이루어지는 것함으로써 달성할 수 있다.
또, 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)는, 각각 냉온정수기의 본체에 착탈 가능하게 모듈화 구성함으로써 달성할 수 있다.
또, 가열용 냉각블록(57)과 열전소자 냉각블록(67)은, 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)와, 상기 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)측에 열전도 특성이 양호한 동판(Cu)을 부착하고, 그 반대측에는 알루미늄(Al) 판 또는 플라스틱 판 중 어느 하나를 부착하여 이루어진다.
또한, 상기 주 제어장치(30)는, 외부 전원 및 통신용의 복수개의 커넥터(30C1, 30C2)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 통신연결부(30a)와 구동용 보조전원을 연결하는 보조전원부(30b)와, 상기 커넥터 및 통신연결부(30a)와 보조전원부(30b)에 연결되는 주 제어기(Main Controller)(31)를 구비하고,
상기 주 제어기(31)는, 열전소자의 전원을 제어하기 위한 가변전원부(32)와, 상기 가변전원부를 통해 냉각용 열전소자에 전원을 공급하는 냉각용열전소자 커넥터(33)를 연결하고, 그 냉각용 열전소자의 전류를 감지하는 제1전류감지부(34a)를 연결하고,
상기 주 제어기(31)는, 가열용 열전소자를 구동하기 위한 열전소자 구동부(36)와, 이 열전소자 구동부(36)와 상기 보조전원부(30b)에 연결되어 에너지를 충전하는 에너지충전부(38), 및 가열용 열전소자를 제어하기 위한 가열용열전소자 커넥터(37), 및 상기 냉각용열전소자 커넥터(33)와 가열용열전소자 커넥터(37)로부터 제공되는 온도를 감지하기 위한 열전소자 온도감지부(35)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 물을 공급하기 위한 펌프를 구동하는 펌프구동부와, 상기 펌프구동부에 연결되어 물을 공급하는 펌프(Pump)와, 이 펌프가 작동할 때 발생하는 전류를 감지하여 작동을 제어하기 위한 제2전류감지부(34b)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 외부로부터 물을 공급 및 배수하기 위한 밸브구동부(39)와, 이 밸브구동부에 연결되어 물을 공급 및 출수하기 위한 밸브부(80)를 연결하여; 그들의 작동을 제어하는 구성으로 이루어진다.
또, 상기 디스플레이부(20)는, 상기 전원공급부와 주 제어부 및 외부 장치와 연결하기 위한 복수개의 커넥터(20C1, 20C2, 20C3)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 제1, 제2 통신연결부(20a, 20b)와, 디스플레이 구동용으로 전압을 변환 조절하는 전력변환부(20c) 및 이들을 통해 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부(21)를 구비하고,
상기 전력변환부(20c)에서 변환된 전압을 공급받아 디스플레이 가동용의 전원을 충전하는 충전부(22)와, 상기 충전부에 연결되는 보조전원부(23)와, 상기 보조전원부에 연결되어 가동 전원을 공급받아 디스플레이에 시간을 공급 및 제어하는 시간발생부(24)를 구비하고, 상기 커넥터들에 연결되어 냉온정수기에 투여되는 빛의 차단여부를 감지하는 빛감지센서(21S1)와 사용자와 물체의 이동을 감지하는 모션감지센서(21S2)의 신호를 받아 표출 제어하며, 상기 디스플레이 제어부의 외측에는 온수의 안전공급을 위한 온수안전스위치(21S)와, 복수의 정보를 표출하기 위한 제1, 제2 표시장치(25a, 25b)와, 장치의 이상상태를 경고하는 경고음을 발생하는 경고음부(Buzzer)(26)와, 정보 제어 및 표출을 위한 입력장치인 키보드(27)를 구비하여 이루어진다.
또한, 상기 디스플레이부(20)와 상기 주 제어장치(30)는 외부 제어 및 표출을 위한 외부 IT기기 및 검사장비부(40)를 추가로 구비하여 이루어진다.
이때, 상기 온수저장·제어부(50)는, 물을 가열하여 저장하기 위한 온수저장 탱크(51)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(51s)를 그 내측에 설치하고, 저장된 온수의 온도의 변화를 방지하기 위한 온수저장 및 제어블록(53)을 구비하며, 상기 온수저장 및 제어블록(53)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(54)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 온수 제어커넥터(55)를 구비하고, 상기 온수저장 및 제어블록(53)의 외부에 설치되어, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 가열용 열전달블록(56)과, 상기 가열용 열전달블록(56)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58)와, 상기 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 가열용 열전소자(59)와, 상기 가열용 열전소자(59)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 가열용 냉각블록(57), 및 상기 가열용 냉각블록(57)의 내측에 냉각수를 공급하는 가열용 열전소자 냉각수 출수 배관을 구비하여 이루어지는 것함으로써 달성할 수 있다.
또, 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)는, 각각 냉온정수기의 본체에 착탈 가능하게 모듈화 구성함으로써 달성할 수 있다.
또, 가열용 냉각블록(57)과 열전소자 냉각블록(67)은, 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)와, 상기 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)측에 열전도 특성이 양호한 동판(Cu)을 부착하고, 그 반대측에는 알루미늄(Al) 판 또는 플라스틱 판 중 어느 하나를 부착하여 이루어진다.
또한, 상기 주 제어장치(30)는, 외부 전원 및 통신용의 복수개의 커넥터(30C1, 30C2)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 통신연결부(30a)와 구동용 보조전원을 연결하는 보조전원부(30b)와, 상기 커넥터 및 통신연결부(30a)와 보조전원부(30b)에 연결되는 주 제어기(Main Controller)(31)를 구비하고,
상기 주 제어기(31)는, 열전소자의 전원을 제어하기 위한 가변전원부(32)와, 상기 가변전원부를 통해 냉각용 열전소자에 전원을 공급하는 냉각용열전소자 커넥터(33)를 연결하고, 그 냉각용 열전소자의 전류를 감지하는 제1전류감지부(34a)를 연결하고,
상기 주 제어기(31)는, 가열용 열전소자를 구동하기 위한 열전소자 구동부(36)와, 이 열전소자 구동부(36)와 상기 보조전원부(30b)에 연결되어 에너지를 충전하는 에너지충전부(38), 및 가열용 열전소자를 제어하기 위한 가열용열전소자 커넥터(37), 및 상기 냉각용열전소자 커넥터(33)와 가열용열전소자 커넥터(37)로부터 제공되는 온도를 감지하기 위한 열전소자 온도감지부(35)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 물을 공급하기 위한 펌프를 구동하는 펌프구동부와, 상기 펌프구동부에 연결되어 물을 공급하는 펌프(Pump)와, 이 펌프가 작동할 때 발생하는 전류를 감지하여 작동을 제어하기 위한 제2전류감지부(34b)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 외부로부터 물을 공급 및 배수하기 위한 밸브구동부(39)와, 이 밸브구동부에 연결되어 물을 공급 및 출수하기 위한 밸브부(80)를 연결하여; 그들의 작동을 제어하는 구성으로 이루어진다.
또, 상기 디스플레이부(20)는, 상기 전원공급부와 주 제어부 및 외부 장치와 연결하기 위한 복수개의 커넥터(20C1, 20C2, 20C3)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 제1, 제2 통신연결부(20a, 20b)와, 디스플레이 구동용으로 전압을 변환 조절하는 전력변환부(20c) 및 이들을 통해 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부(21)를 구비하고,
상기 전력변환부(20c)에서 변환된 전압을 공급받아 디스플레이 가동용의 전원을 충전하는 충전부(22)와, 상기 충전부에 연결되는 보조전원부(23)와, 상기 보조전원부에 연결되어 가동 전원을 공급받아 디스플레이에 시간을 공급 및 제어하는 시간발생부(24)를 구비하고, 상기 커넥터들에 연결되어 냉온정수기에 투여되는 빛의 차단여부를 감지하는 빛감지센서(21S1)와 사용자와 물체의 이동을 감지하는 모션감지센서(21S2)의 신호를 받아 표출 제어하며, 상기 디스플레이 제어부의 외측에는 온수의 안전공급을 위한 온수안전스위치(21S)와, 복수의 정보를 표출하기 위한 제1, 제2 표시장치(25a, 25b)와, 장치의 이상상태를 경고하는 경고음을 발생하는 경고음부(Buzzer)(26)와, 정보 제어 및 표출을 위한 입력장치인 키보드(27)를 구비하여 이루어진다.
또한, 상기 디스플레이부(20)와 상기 주 제어장치(30)는 외부 제어 및 표출을 위한 외부 IT기기 및 검사장비부(40)를 추가로 구비하여 이루어진다.
이하에서는 상기 각 구성요소들을 중심으로 도면을 참조하면서 그 작용 및 효과를 설명하기로 한다.
(전체 시스템 구성 및 작용설명)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 전체 구성을 도시하는 블록 구성도이다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 전체 시스템은 상술한 바와 같이, 전원공급부(10), 디스플레이부(20), 주 제어장치(30), 온수저장·제어부(50), 냉수저장·제어부(60), 순환냉각장치부(70), 및 밸브부(80)로 구성된다.
상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)는 독립적인 형태로 모듈화로 구성되어, 냉온수용 정수기의 외부 케이스에서 손쉽게 탈부착이 가능하도록 구성되어져 있고, 상기 전원공급부(10) 및 디스플레이부(20)와 주 제어장치(30) 또한 각각 모듈화로 구성되어 손쉽게 탈착 및 부착이 가능하다.
상기 냉수저장·제어부(60)에는 상기 순환냉각장치부(70)가 연결되어, 순환 냉각된 후에 흘러넘치는 냉각수를 외부로 출수하게 된다. 이러한 구성으로 함으로써 냉각에 필요한 물의 낭비를 크게 줄일 수 있다.
상기 밸브부(80)에는 원수(물)을 입수하여 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)측으로 물을 공급하고, 냉수와 온수를 출수하기 위한 냉수출수 밸브와 온수출수 밸브 및 정수처리한 물을 출수하기 위한 정수출수 밸브를 구비한다.
2. 냉수저장·제어부(60)
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 냉수 저장 및 제어부의 구성을 도시하여 설명하는 구성도이다.
상기 냉수저장·제어부(60)는, 냉수를 저장하기 위한 냉수저장 탱크(61)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(61s)와, 입수 및 출수되는 물을 공급하기 위한 냉수공급관(62)을 내측에 설치하고, 냉수를 저장하고 온도의 변화를 방지하기 위한 냉수저장 및 제어블록(63)을 구비한다.
또, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(64)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 냉수 제어커넥터(65)를 외측에 구비한다.
다음으로, 상기 냉수저장 및 제어블록(63)의 외부에 설치되고, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 냉수용 열전달블록(66)과, 상기 열전달블록(66)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 열전소자 부착용 금속패드(68)와, 상기 열전소자 부착용 금속패드(68) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 냉각용 열전소자(69)와, 상기 냉각용 열전소자(69)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67), 및 상기 냉각블록(67)의 내측에 냉각수를 공급하는 열전소자 냉각수 출수 배관(60d)을 구비하여 이루어진다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 열전소자 냉각용 방열판의 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도이다
이 모듈은 냉온 정수기에서 냉수를 만들어 저장하는 곳으로 입수되는 상온의 물을 사용자가 설정하거나 프로그램된 온도까지 냉각시키고 이 냉각된 물을 지속적으로 일정한 온도를 유지하기 위해서 보관하는 장치이다. 이와 함께 열전소자의 발열부에서 생성된 열을 저감 시키기 위해서 열전소자용 방열판이 함께 구성된다.
3. 온수저장·제어부(50)
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 온수저장 및 제어부의 구성 및 열전소자 냉각용 방열판의 구성을 도시하여 설명하기 위한 세부 구성도이다.
상기 온수저장·제어부(50)는, 물을 가열하여 저장하기 위한 온수저장 탱크(51)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(51s)를 그 내측에 설치하고, 저장된 온수의 온도의 변화를 방지하기 위한 온수저장 및 제어블록(53)을 구비한다.
또, 상기 온수저장 및 제어블록(53)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(54)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 온수 제어커넥터(55)를 구비한다.
또한, 상기 온수저장 및 제어블록(53)의 외부에 설치되어, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 가열용 열전달블록(56)과, 상기 가열용 열전달블록(56)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58)와, 상기 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 가열용 열전소자(59)와, 상기 가열용 열전소자(59)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 가열용 냉각블록(57), 및 상기 가열용 냉각블록(57)의 내측에 냉각수를 공급하는 가열용 열전소자 냉각수 출수 배관을 구비한다.
상기 온수저장·제어부(50) 모듈은 냉온 정수기에서 온수를 만들어 저장하는 곳으로 입수되는 물을 사용자가 설정하거나 프로그램이 된 온도까지 가열시킨다. 이 온수저장·제어부(50)는 가열된 물을 지속적으로 일정한 온도를 유지하기 위해서 보관하는 장치로 이때 공급되는 물은 냉수 저장 및 제어블럭에서 1차적으로 가열된 상온보다 높은 온도의 물을 공급받아 가열하는 구조를 가지고 있어 보다 높은 에너지 효율을 가질 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)는, 각각 냉온정수기의 본체에 착탈 가능하게 모듈화 구성된다. 이로써, 장치의 점검 및 수리가 간단하고 신속하게 이루어질 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 상기 가열용 냉각블록(57)과 열전소자 냉각블록(67)은, 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)와, 상기 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)측에 열전도 특성이 양호한 동판(Cu)을 부착하고, 그 반대측에는 알루미늄(Al) 판 또는 플라스틱 판 중 어느 하나를 부착하여 이루어진다. 물론 열전도성이 양호한 소재로 상기 동판(Cu) 및 알루미늄(Al) 판 또는 플라스틱 판 외에도 다양한 소재를 채용할 수 있다.
4. 주 제어장치(30)
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 온수저장 및 제어부 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도이다.
상기 주 제어장치(30)는 냉수 저장 및 제어부와 온수 저장 및 제어부의 저장된 물을 냉각 및 가열시키기 위한 전력 제어 모듈로 구성된다. 각 제어 모듈내에 구성된 열전소자를 구동 및 제어하는 것을 그 기본 기능으로 하고, 각 제어 모듈의 표면에 부착된 온도 센서에서 공급되는 정보를 이용해서 실시간 제어를 업데이트한다.
또한 전력 공급기에서부터 전달되는 전력 정보를 연산하여 디스플레이에 전달하여 전력 사용량을 측정 및 판단할 수 있다.
또한 열전소자의 소비전류를 판단하여 양면의 온도차이를 유추하고 이를 통해 냉각수 밸브의 개폐작용(on/off)을 연산하여 냉각수의 온도를 조절한다.
또한 디스플레이에서 전달되는 각종 운전 방법에 따라 밸브를 제어하여 사용자에게 음용수를 공급할 수 있도록 제어하고, 이때 공급된 물의 양의 판단하여 디스플레이에 전달하여 그 정보를 사용자에게 전달한다.
여기에서, 상기 주 제어장치(30)는, 외부 전원 및 통신용의 복수개의 커넥터(30C1, 30C2)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 통신연결부(30a)와 구동용 보조전원을 연결하는 보조전원부(30b)와, 상기 커넥터 및 통신연결부(30a)와 보조전원부(30b)에 연결되는 주 제어기(Main Controller)(31)를 구비한다.
이때, 상기 주 제어기(31)는, 열전소자의 전원을 제어하기 위한 가변전원부(32)와, 상기 가변전원부를 통해 냉각용 열전소자에 전원을 공급하는 냉각용열전소자 커넥터(33)를 연결하고, 그 냉각용 열전소자의 전류를 감지하는 제1전류감지부(34a)를 연결한다.
또, 상기 주 제어기(31)는, 가열용 열전소자를 구동하기 위한 열전소자 구동부(36)와, 이 열전소자 구동부(36)와 상기 보조전원부(30b)에 연결되어 에너지를 충전하는 에너지충전부(38), 및 가열용 열전소자를 제어하기 위한 가열용열전소자 커넥터(37), 및 상기 냉각용열전소자 커넥터(33)와 가열용열전소자 커넥터(37)로부터 제공되는 온도를 감지하기 위한 열전소자 온도감지부(35)를 연결한다.
또한, 상기 주 제어기(31)는, 물을 공급하기 위한 펌프를 구동하는 펌프구동부와, 상기 펌프구동부에 연결되어 물을 공급하는 펌프(Pump)와, 이 펌프가 작동할 때 발생하는 전류를 감지하여 작동을 제어하기 위한 제2전류감지부(34b)를 연결한다.
또, 상기 주 제어기(31)는, 외부로부터 물을 공급 및 배수하기 위한 밸브구동부(39)와, 이 밸브구동부에 연결되어 물을 공급 및 출수하기 위한 밸브부(80)를 연결하여; 그들의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 구성에 의한 주 제어장치(30)는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 제어를 관장한다.
5. 디스플레이부(20)
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 디스플레이와 그 제어부의 구성을 도시하여 설명하기 위한 내부 구성도이다.
상기 디스플레이부(20)는, 상기 전원공급부와 주 제어부 및 외부 장치와 연결하기 위한 복수개의 커넥터(20C1, 20C2, 20C3)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 제1, 제2 통신연결부(20a, 20b)와, 디스플레이 구동용으로 전압을 변환 조절하는 전력변환부(20c) 및 이들을 통해 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부(21)를 구비하여 이루어진다.
이때, 상기 전력변환부(20c)에서 변환된 전압을 공급받아 디스플레이 가동용의 전원을 충전하는 충전부(22)와, 상기 충전부에 연결되는 보조전원부(23)와, 상기 보조전원부에 연결되어 가동 전원을 공급받아 디스플레이에 시간을 공급 및 제어하는 시간발생부(24)를 구비하고, 상기 커넥터들에 연결되어 냉온정수기에 투여되는 빛의 차단여부를 감지하는 빛감지센서(21S1)와 사용자와 물체의 이동을 감지하는 모션감지센서(21S2)의 신호를 받아 표출 제어한다.
또, 상기 디스플레이 제어부(21)의 외측에는 온수의 안전공급을 위한 온수안전스위치(21S)와, 복수의 정보를 표출하기 위한 제1, 제2 표시장치(25a, 25b)와, 장치의 이상상태를 경고하는 경고음을 발생하는 경고음부(Buzzer)(26)와, 정보 제어 및 표출을 위한 입력장치인 키보드(27)를 구비하여 이루어진다.
이들 장치는 사용자에게 현재 냉온 정수기의 상태정보를 전달할 수 있도록 LED 및 LCD를 활용하여 정보를 제공하고 또한 키보드를 이용해서 사용자가 냉수, 온수, 정수 등 다양한 물을 공급할 수 있도록 하며 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 등 다양한 정보를 제공 할 수 있다.
또한 사용자에 의해서 동작하는 모드를 설정 변경할 수 있도록 하여 기존 제품의 획일적인 물 온도를 탈피하여 사용자의 환경에 적합한 여러 가지 물 온도를 계절별, 시간별로 자동으로 설정하거나 또한 사용자가 설정 가능케 함으로 보다 편리한 기능을 제공 할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 온도 모드는 크게 일반 모드, 절전모드, 최대 절전모드로 구분되어지며 이 모드별 냉수 및 온수의 온도를 별도로 관리 할 수 있으며, 유아들을 위한 분유를 탈 경우 "최대 절전모드"를 채택하여 사용하면 항상 38-45도 사이의 물을 안정적으로 공급할 수 있도록 한다.
또한 외부에서 IT기기 및 생산, A/S에 필요한 기기를 연결하여 시스템의 정보 및 상태 그리고 테스트가 가능하다.
도 7은 외부기기와 연동이 가능한 통신 채널의 구성 예를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
6. 전원 공급기
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기에서의 가변 전원 및 멀티 전원부의 구성을 도시하여 설명하기 위한 개략 구성도이다.
이 장치는 제어기 및 디스플레이에 전원을 공급함이 목적이며 또한 소비되는 전력량을 전압 량으로 변환하여 제어기에 전달하는 기능을 수행한다. 그리고 제어기의 신호에 따라 입력되는 전원을 on/off 시킬 수 있도록 구성되어 대기전력 및 에너지 소비를 최소화시킬 수 있도록 전원을 관리 제어할 수 있는 기능을 가지고 있다.
7. 순환 냉각 장치
본 발명의 구성에 따른 순환 냉각 장치는 열전소자에 의해서 높아진 냉각수의 온도를 순환시켜 지속적으로 냉각수를 사용할 수 있도록 하는 장치이다.
그 구성은 열교환기, 냉각수 저장용기, 순환펌프,밸브, 단 방향 밸브등으로 구성된다.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환 냉각 시스템의 체계를 설명하기 위한 블록 구성도이다,
도 8을 참조하면서, 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환냉각시스템의 구성을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환냉각시스템은, 순환 냉각수를 저장하기 위한 냉각수 저장탱크(71)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 초과되는 폐수를 일정하게 출수하는 정량밸브(72)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 공급되는 냉각수를 순환공급하기 위한 순환펌프(73)와, 상기 순환펌프를 통해 공급되는 냉각수를 단일방향으로 공급하기 위한 단방향밸브(74)와, 외부에서 공급되는 냉각수를 도입하기 위한 제1밸브(Valve 1)(75)와, 상기 순환펌프에서 냉각수를 분기 공급하는 제2밸브(Valve 2)(76)와, 상기 제2밸브를 통해 공급되는 냉각수를 열교환하여 냉각수 저장탱크로 순환저장하기 위한 열교환기(77), 및 상기 열교환기에 냉풍의 공급하기 위한 냉각용 팬(fan)(78)을 구비하여 이루어지는 순환냉각장치부(70)와;
음용수를 저장하는 냉수용 저장탱크(61)와, 상기 냉수용 저장탱크에 열전도를 높이기 위한 열전달 블록(66)과, 상기 열전달 블록에 복수 개 설치되는 냉각용 냉각용 열전소자(69)와, 상기 열전소자를 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67)을 구비하여 이루어지는 냉수저장·제어부(60);를 구비하여 이루어진다.
또, 상기와 같이 이루어지는 시스템의 제어방법은, 순환 냉각수를 저장하기 위한 냉각수 저장탱크(71)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 초과되는 폐수를 일정하게 출수하는 정량밸브(72)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 공급되는 냉각수를 순환공급하기 위한 순환펌프(73)와, 상기 순환펌프를 통해 공급되는 냉각수를 단일방향으로 공급하기 위한 단방향밸브(74)와, 외부에서 공급되는 냉각수를 도입하기 위한 제1밸브(Valve 1)(75)와, 상기 순환펌프에서 냉각수를 분기 공급하는 제2밸브(Valve 2)(76)와, 상기 제2밸브를 통해 공급되는 냉각수를 열교환하여 냉각수 저장탱크로 순환저장하기 위한 열교환기(77), 및 상기 열교환기에 냉풍의 공급하기 위한 냉각용 팬(fan)(78)을 구비하여 이루어지는 순환냉각장치부(70)와; 음용수를 저장하는 냉수용 저장탱크(61)와, 상기 냉수용 저장탱크에 열전도를 높이기 위한 열전달 블록(66)과, 상기 열전달 블록에 복수 개 설치되는 냉각용 냉각용 열전소자(69)와, 상기 열전소자를 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67)을 구비하여 되는 냉수저장·제어부(60);를 구비하여 이루어지는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환냉각시스템의 제어방법에 있어서,
상기 냉각수 저장탱크로부터 공급되는 냉각수는, 순환펌프의 작용에 의해서 단일방향으로 진행하는 상기 단방향밸브와, 분기되는 상기 제2밸브로 공급되고, 외부에서 공급되는 냉각수를 도입하는 상기 제1밸브를 통해 외부로부터 냉각수를 공급하여, 상기 열전소자 냉각블록(67)을 경과 한 후, 상기 열교환기(77)를 거쳐 상기 냉각수 저장탱크(71)로 재 저장하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하여 구성된다.
이때, 상기 순환냉각시스템은, 상기 냉각용 열전소자가 구동시에는, 상기 냉각수 저장탱크(71)와, 순환펌프(73)와, 단방향 밸브(74)와, 열전소자 냉각블록(67)과, 열교환기(77)와, 냉각수 저장탱크(71)의 순서로 순환되도록 냉각수 흐름이 제어되며, 이때 상기 냉각용 팬(78)은 상기 냉각용 열전소자 냉각블록(67)을 통과한 냉각수를 냉각시키기 위하여 구동되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 순환냉각시스템은, 상기 냉각용 열전소자가 구동되지 않을 경우에는, 상기 냉각수 저장탱크(71)와, 순환펌프(71)와, 상기 제2밸브(76)와, 상기 열교환기(77)와, 상기 냉각수 저장탱크(71)의 순서로 순환되도록 냉각수 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환냉각시스템은, 초기 설치 및 냉각수의 온도가 높아졌을 경우에는, 상기 제1밸브를 개방하여 외부에서 유입되는 저온의 물을 이용하여 상기 열전소자 냉각블록을 통과한 후, 상기 열교환기를 거쳐 상기 냉각수 저장탱크에 냉각수를 저장하도록 냉각수 흐름을 제어하며, 상기 순환펌프와, 상기 단방향 밸브와, 상기 제2밸브 및 상기 냉각용 팬(78)을 구동 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환냉각시스템은, 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 냉수 및 온수를 저장 및 그 작동을 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 순환 냉각수를 저장하기 위한 냉각수 저장탱크(71)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 초과되는 폐수를 일정하게 출수하는 정량밸브(72)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 공급되는 냉각수를 순환공급하기 위한 순환펌프(73)와, 상기 순환펌프를 통해 공급되는 냉각수와 외부에서 공급되는 냉각수를 양방향에서 공급하기 위한 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)(79a)와, 상기 순환펌프에서 분기되는 냉각수와 상기 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)에서 선택적으로 공급되는 냉각수를 공급받아 통과시키기 위한 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)(79b)와, 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)를 통해 공급되는 냉각수를 열교환하여 냉각수 저장탱크로 순환저장하기 위한 열교환기(77), 및 상기 열교환기에 냉풍을 공급하기 위한 냉각용 팬(fan)(78)을 구비하여 이루어지는 순환냉각장치부(70)와;
음용수를 저장하는 냉수용 저장탱크(61)와, 상기 냉수용 저장탱크에 열전도를 높이기 위한 열전달 블록(66)과, 상기 열전달 블록에 복수 개 설치되는 냉각용 냉각용 열전소자(69)와, 상기 열전소자를 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67)을 구비하여 이루어지는 냉수저장·제어부(60);를 구비하여 이루어진다.
또, 상기 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환냉각시스템의 제어방법은,
전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 냉수 및 온수를 저장 및 그 작동을 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 순환 냉각수를 저장하기 위한 냉각수 저장탱크(71)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 초과되는 폐수를 일정하게 출수하는 정량밸브(72)와, 상기 냉각수 저장탱크에서 공급되는 냉각수를 순환공급하기 위한 순환펌프(73)와, 상기 순환펌프를 통해 공급되는 냉각수와 외부에서 공급되는 냉각수를 양방향에서 공급하기 위한 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)(79a)와, 상기 순환펌프에서 분기되는 냉각수와 상기 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)에서 선택적으로 공급되는 냉각수를 공급받아 통과시키기 위한 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)(79b)와, 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)를 통해 공급되는 냉각수를 열교환하여 냉각수 저장탱크로 순환저장하기 위한 열교환기(77), 및 상기 열교환기에 냉풍을 공급하기 위한 냉각용 팬(fan)(78)을 구비하여 이루어지는 순환냉각장치부(70)와;
음용수를 저장하는 냉수용 저장탱크(61)와, 상기 냉수용 저장탱크에 열전도를 높이기 위한 열전달 블록(66)과, 상기 열전달 블록에 복수 개 설치되는 냉각용 냉각용 열전소자(69)와, 상기 열전소자를 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67)을 구비하여 이루어지는 냉수저장·제어부(60);를 구비하여 되는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기의 순환냉각시스템의 제어방법으로서,
상기 순환냉각시스템은, 상기 냉각수 저장탱크에서 공급되어 상기 순환펌프(73)를 경과하여, 상기 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)(79a)에 공급되어 통과되거나, 상기 외부로부터 입수되는 냉각수를 선택적으로 받아 통과시키고, 상기 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)(79a)를 통해 공급된 냉각수를 상기 열전소자 냉각블록(67)을 통과하여 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)에 공급하는 한편, 상기 순환펌프에서 분기된 냉각수를 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)에 공급하여 선택적으로 통과시킨 후, 상기 열교환기(77)를 경과하여 상기 냉각수 저장탱크에 재 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 순환냉각시스템은, 상기 열전소자 구동시에는, 상기 냉각수 저장탱크와, 상기 순환펌프와, 상기 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)(79a)와, 상기 열전소자 냉각블록과(67), 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)(79b)와, 상기 열교환기(77)를 경과하여 상기 냉각수 저장탱크에 재 저장되도록 냉각수 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 순환냉각시스템은, 상기 열전소자가 구동하지 않을 경우에는, 상기 냉각수 저장탱크와, 상기 순환펌프와, 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)(79b)와, 상기 열교환기(77)를 경과하여 상기 냉각수 저장탱크에 재 저장되도록 냉각수 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환냉각시스템은, 초기 설치 시 및 냉각수 온도가 높을 경우에는, 외부에서 공급되는 냉각수를 이용하고, 상기 제1 삼방향 밸브(3WAY Valve 1)(79a)와, 상기 열전소자 냉각블록과(67), 상기 제2 삼방향 밸브(3WAY Valve 2)(79b)와, 상기 열교환기(77)를 경과하여 상기 냉각수 저장탱크에 재 저장되도록 냉각수 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기와 같은 본 발명의 구성에 의한 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기는,
상기 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기에 공급되는 전원은 가변전원부(32)와, 냉수측 열전소자가 주 제어장치(30)의 제어에 의해 제1스위치에 전원이 공급 및 차단되고, 보조전원이 필요할 경우에는 상기 주 제어장치(30)의 제어에 의해 제2스위치에 전원이 공급 및 차단되어, 온수측 열전소자에 전원의 공급 및 차단이 제어되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 디스플레이부(20)와 상기 주 제어장치(30)는 외부 제어 및 표출을 위한 외부 IT기기 및 검사장비부(40)를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
8. 밸브부(80)
이 장치는 디스플레이 및 제어기의 명령에 의해서 수행되는 것으로 사용자에게 각각의 물을 공급하는 전자식 밸브이다.
10: 전원공급부
20: 디스플레이부
30: 주 제어장치
40: 외부 IT기기 및 검사장비부
50: 온수저장·제어부
60: 냉수저장·제어부
70: 순환냉각장치부
80: 밸브부
100: 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기
20: 디스플레이부
30: 주 제어장치
40: 외부 IT기기 및 검사장비부
50: 온수저장·제어부
60: 냉수저장·제어부
70: 순환냉각장치부
80: 밸브부
100: 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기
Claims (19)
- 삭제
- 장치 가동용 전원 및 내장된 장치의 제어부와 디스플레이장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(10)와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받고, 사용자에게 냉온 정수기의 사용상태 정보를 표출하여 전달하며, 입력장치를 이용하여 사용자가 냉수, 온수, 정수를 선택 공급할 수 있으며, 전력량, 소비된 물의 양, 물의 온도 정보를 제공하는 디스플레이부(20)와; 상기 전원공급부와 디스플레이부와 연결되어 전원 및 표출장치를 제어하며, 상기 냉온정수기 장치를 작동 제어하기 위한 주 제어장치(30)와; 외부에서 공급된 물을 가열하여 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 온수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 온수저장·제어부(50)와; 외부에서 공급된 물을 저장하며, 사용자의 선택 및 상기 주 제어장치의 제어에 의해 냉수의 공급 및 출수하고 이를 제어하는 냉수저장·제어부(60)와; 상기 냉수저장·제어부(60)로 순환시켜 폐수의 낭비를 방지하기 위한 순환냉각장치부(70); 및 외부로부터 공급되는 물을 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)에 공급하고, 냉수 온수 및 정수를 출수하기 위한 밸브부(80);를 구비하여 이루어지는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기에 있어서,
상기 냉수저장·제어부(60)는,
냉수를 저장하기 위한 냉수저장 탱크(61)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(61s)와, 입수 및 출수되는 물을 공급하기 위한 냉수공급관(62)을 내측에 설치하고, 냉수를 저장하고 온도의 변화를 방지하기 위한 냉수저장 및 제어블록(63)을 구비하며,
상기 냉수저장 및 제어블록(63)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(64)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 냉수 제어커넥터(65)를 구비하고,
상기 냉수저장 및 제어블록(63)의 외부에 설치되고, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 냉수용 열전달블록(66)과, 상기 열전달블록(66)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 열전소자 부착용 금속패드(68)와, 상기 열전소자 부착용 금속패드(68) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 냉각용 열전소자(69)와, 상기 냉각용 열전소자(69)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 열전소자 냉각블록(67), 및 상기 열전소자 냉각블록(67)의 내측에 냉각수를 공급하는 열전소자 냉각수 출수 배관(60d)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기(100). - 제2항에 있어서, 상기 온수저장·제어부(50)는, 물을 가열하여 저장하기 위한 온수저장 탱크(51)와, 내부에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 온도센서(51s)를 그 내측에 설치하고, 저장된 온수의 온도의 변화를 방지하기 위한 온수저장 및 제어블록(53)을 구비하며,
상기 온수저장 및 제어블록(53)에 물을 입수 및 출수하기 위한 입-출수 노즐(54)과, 온도 변화에 따른 열전소자의 전원을 제어하고 센서를 연결하기 위한 온수 제어커넥터(55)를 구비하고,
상기 온수저장 및 제어블록(53)의 외부에 설치되어, 열전소자를 연결하고, 외부의 온도를 차단하기 위한 용기 덮개를 구비하는 가열용 열전달블록(56)과, 상기 가열용 열전달블록(56)의 외측에 열전소자를 부착하기 위한 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58)와, 상기 가열용 열전소자 부착용 금속패드(58) 상에 하나 이상 복수개 부착되어 온도변화를 감지 및 제어하기 위한 가열용 열전소자(59)와, 상기 가열용 열전소자(59)에서 방출되는 열을 냉각시키기 위한 가열용 냉각블록(57), 및 상기 가열용 냉각블록(57)의 내측에 냉각수를 공급하는 가열용 열전소자 냉각수 출수 배관을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기(100). - 제 3항에 있어서, 상기 온수저장·제어부(50)와 냉수저장·제어부(60)는, 각각 냉온정수기의 본체에 착탈 가능하게 모듈화 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기(100).
- 제 4항에 있어서, 가열용 냉각블록(57)과 열전소자 냉각블록(67)은, 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)와, 상기 가열용 열전소자(59) 또는 냉각용 열전소자(69)측에 열전도 특성이 양호한 동판(Cu)을 부착하고, 그 반대측에는 알루미늄(Al) 판 또는 플라스틱 판 중 어느 하나를 부착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기(100).
- 제 5항에 있어서, 상기 주 제어장치(30)는, 외부 전원 및 통신용의 복수개의 커넥터(30C1, 30C2)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 통신연결부(30a)와 구동용 보조전원을 연결하는 보조전원부(30b)와, 상기 커넥터 및 통신연결부(30a)와 보조전원부(30b)에 연결되는 주 제어기(Main Controller)(31)를 구비하고,
상기 주 제어기(31)는, 열전소자의 전원을 제어하기 위한 가변전원부(32)와, 상기 가변전원부를 통해 냉각용 열전소자에 전원을 공급하는 냉각용열전소자 커넥터(33)를 연결하고, 그 냉각용 열전소자의 전류를 감지하는 제1전류감지부(34a)를 연결하고,
상기 주 제어기(31)는, 가열용 열전소자를 구동하기 위한 열전소자 구동부(36)와, 이 열전소자 구동부(36)와 상기 보조전원부(30b)에 연결되어 에너지를 충전하는 에너지충전부(38), 및 가열용 열전소자를 제어하기 위한 가열용열전소자 커넥터(37), 및 상기 냉각용열전소자 커넥터(33)와 가열용열전소자 커넥터(37)로부터 제공되는 온도를 감지하기 위한 열전소자 온도감지부(35)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 물을 공급하기 위한 펌프를 구동하는 펌프구동부와, 상기 펌프구동부에 연결되어 물을 공급하는 펌프(Pump)와, 이 펌프가 작동할 때 발생하는 전류를 감지하여 작동을 제어하기 위한 제2전류감지부(34b)를 연결하며,
상기 주 제어기(31)는, 외부로부터 물을 공급 및 배수하기 위한 밸브구동부(39)와, 이 밸브구동부에 연결되어 물을 공급 및 출수하기 위한 밸브부(80)를 연결하여; 그들의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기(100). - 제 6항에 있어서, 상기 디스플레이부(20)는, 상기 전원공급부와 주 제어부 및 외부 장치와 연결하기 위한 복수개의 커넥터(20C1, 20C2, 20C3)와, 상기 커넥터들에 연결되어 통신신호를 교환하는 제1, 제2 통신연결부(20a, 20b)와, 디스플레이 구동용으로 전압을 변환 조절하는 전력변환부(20c) 및 이들을 통해 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부(21)를 구비하고,
상기 전력변환부(20c)에서 변환된 전압을 공급받아 디스플레이 가동용의 전원을 충전하는 충전부(22)와, 상기 충전부에 연결되는 보조전원부(23)와, 상기 보조전원부에 연결되어 가동 전원을 공급받아 디스플레이에 시간을 공급 및 제어하는 시간발생부(24)를 구비하고, 상기 커넥터들에 연결되어 냉온정수기에 투여되는 빛의 차단여부를 감지하는 빛감지센서(21S1)와 사용자와 물체의 이동을 감지하는 모션감지센서(21S2)의 신호를 받아 표출 제어하며,
상기 디스플레이 제어부의 외측에는 온수의 안전공급을 위한 온수안전스위치(21S)와, 복수의 정보를 표출하기 위한 제1, 제2 표시장치(25a, 25b)와, 장치의 이상상태를 경고하는 경고음을 발생하는 경고음부(Buzzer)(26)와, 정보 제어 및 표출을 위한 입력장치인 키보드(27)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기(100). - 삭제
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- 제 7항에 있어서, 상기 디스플레이부(20)와 상기 주 제어장치(30)는 외부 제어 및 표출을 위한 외부 IT기기 및 검사장비부(40)를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각용 폐수 감소 및 소비전력 절감기능을 내장한 스마트 냉온정수기.
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