KR101809621B1 - 온수기 시스템 - Google Patents

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Abstract

직수유입구를 통해 직수가 유입되어 열교환기를 거친 온수가 온수배출구를 통해 배출되는 온수기 시스템이 개시된다. 상기 온수기 시스템은, 상기 직수유입구와 열교환기의 입구 사이를 연결하는 제 1 연결관, 상기 열교환기의 출구와 상기 온수배출구 사이를 연결하는 제 2 연결관, 상기 제 1 연결관과 상기 제 2 연결관 사이를 연결하는 바이패스관, 상기 바이패스관에 흐르는 물의 방향을 제어하도록 상기 바이패스관에 설치되는 바이패스 밸브 및 온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관에서 상기 제 2 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하고, 내부순환모드인 경우 상기 제 2 연결관에서 상기 제 1 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.

Description

온수기 시스템{Water heater system}
본 발명은 온수기 시스템에 관한 것으로, 특히 온수의 온도 조절이 용이하고 온수를 사용하지 않는 경우 온수기 내부 또는 배관의 동파를 방지할 수 있는 온수기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 온수기는 직수관으로 유입된 저온의 직수가 열교환기로 공급되어 버너에 의해 가열된 후에 연결관을 통해 배출되어 버퍼탱크에 임시로 저장되고, 버퍼탱크에 저장된 온수는 온수관을 통해 사용자에게 공급된다. 온수관을 통해 공급된 온수 중 사용되지 않은 온수는 바이패스관과 직수관을 따라서 열교환기로 순환 공급된다. 이와 같은 종래의 온수기 시스템은 대한민국 등록특허 제0443502호 등에 개시되어 있다.
그러나 이와 같은 방식의 온수기 시스템을 이용하는 경우 열교환기를 통하여 가열된 온수가 사용자에게 공급되므로 정밀하게 온도를 조절하기 어렵고, 온수기 내부의 동파를 방지하기 위하여 온수기 내부에서 물을 순환시키면서 가열을 하다가 사용자가 원하는 온도의 물을 사용하고자 하는 경우 물의 온도를 조절하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 온수의 온도 조절이 용이하고 온수를 사용하지 않는 경우 온수기 내부 또는 배관의 동파를 방지할 수 있는 온수기 시스템을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 직수유입구를 통해 직수가 유입되어 열교환기를 거친 온수가 온수배출구를 통해 배출되는 온수기 시스템은, 상기 직수유입구와 열교환기의 입구 사이를 연결하는 제 1 연결관, 상기 열교환기의 출구와 상기 온수배출구 사이를 연결하는 제 2 연결관, 상기 제 1 연결관과 상기 제 2 연결관 사이를 연결하는 바이패스관, 상기 바이패스관에 흐르는 물의 방향을 제어하도록 상기 바이패스관에 설치되는 바이패스 밸브 및 온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관에서 상기 제 2 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하고, 내부순환모드인 경우 상기 제 2 연결관에서 상기 제 1 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.
상기 온수기 시스템은 상기 제 1 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 직수유입구 사이에 설치되어 상기 직수가 유입되는 양을 조절하는 유량밸브를 더 구비하고, 상기 제어부는 온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 전달되는 직수의 량이 조절되도록 상기 유량밸브를 제어하고, 상기 내부순환모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 직수가 전달되지 않도록 상기 유량밸브를 제어할 수 있다.
상기 온수기 시스템은, 상기 온수배출구를 통해 배출된 온수 중 사용되지 않은 온수가 유입되는 온수환수구, 상기 바이패스관 중 상기 바이패스 밸브와 상기 제 1 연결관 사이의 위치와 상기 온수환수구 사이에 연결되는 제 3 연결관 및 상기 제 3 연결관 상에 설치되는 제 1 체크밸브를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 내부순환모드인 경우 상기 제 1 체크밸브가 잠기도록 제어하고, 외부순환모드 또는 복합순환모드인 경우 상기 제 1 체크밸브가 열리도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 외부순환모드인 경우 상기 바이패스 밸브가 잠기도록 제어하고, 상기 복합순환모드인 경우 상기 제 2 연결관에서 상기 제 1 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이배스 밸브를 제어할 수 있다.
상기 온수기 시스템은 상기 제 1 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 직수유입구 사이에 설치되어 상기 직수가 유입되는 양을 조절하는 유량밸브를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 전달되는 직수의 량을 조절하도록 상기 유량밸브를 제어하고, 상기 내부순환모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 직수가 전달되지 않도록 상기 유량밸브를 제어할 수 있다.
상기 온수기 시스템은 상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 온수배출구 사이에 설치되는 제 2 체크밸브를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 온수사용모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드에서는 상기 제 2 체크밸브가 열리도록 제어하고, 상기 내부순환모드에서는 상기 제 2 체크밸브가 잠기도록 제어할 수 있다.
상기 온수기 시스템은, 상기 제 1 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 열교환기의 입구 사이에 설치되어 상기 제 1 연결관을 이동하는 물의 양을 감지하는 유량센서, 상기 유량센서와 상기 열교환기의 입구 사이에 설치되어 상기 제 1 연결관을 이동하는 물의 온도를 감지하는 제 1 온도센서, 상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 열교환기의 출구 사이에 설치되어 이동하는 상기 제 2 연결관을 이동하는 물의 온도를 감지하는 제 2 온도센서, 상기 제 2 연결관 중 상기 제 2 온도센서와 상기 바이패스관이 연결된 위치 사이에 설치되어 상기 제 2 연결관을 이동하는 물을 임시로 저장하는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크의 출구와 상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치 사이에 연결되는 펌프 및 상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 온수배출구 사이에 설치되어 상기 제 2 연결관을 이동하는 물의 온도를 감지하는 제 3 온도센서를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 온수기 시스템은 바이패스관에 바이패스 밸브를 설치함으로써 온수를 사용하는 경우 열교환기를 거친 온수와 직수를 혼합하여 사용자가 원하는 온도의 온수로 조절하여 공급할 수 있고, 온수를 사용하지 않는 경우에는 바이패스관에 흐르는 물의 방향을 변경하여 온수기 내부에서 온수가 순환하도록 함으로써 온수기의 동파를 방지할 뿐 아니라 사용자가 수도꼭지를 틀자마자 바로 온수가 공급되도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 온수기 시스템은 필요에 따라 온수기에서 배출되는 온수 중 사용되지 않은 온수를 온수기 내부로 유입시키면서 순환시킬 수 있으며 이와 같이 순환되는 온수가 온수기 내부와 외부를 이동하면서 일정한 온도를 유지시킬 수 있으므로 온수기 외부의 파이프의 동파를 방지할 뿐 아니라 사용자가 수도꼭지를 틀자마자 바로 온수가 공급되도록 할 수 있는 장점이 있다.
이처럼 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 온수기 시스템은 간단한 구조를 가지면서 온수의 온도 조절을 정밀하게 할 수 있고 온수기 내부의 동파 뿐 아니라 온수기 외부의 파이프의 동파까지 방지할 수 있으므로 사용자 편의성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 온수기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 온수기 시스템이 상기 온수사용모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 온수기 시스템이 상기 내부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 온수기 시스템이 상기 외부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 온수기 시스템이 상기 복합순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 온수기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 온수기 시스템이 상기 내부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 온수기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 온수기 시스템이 상기 온수사용모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 온수기 시스템이 상기 내부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 온수기 시스템(100)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 온수기 시스템(100)은 직수유입구(101)를 통해 직수가 유입되어 열교환기를 거친 온수가 온수배출구(102)를 통해 배출될 수 있으며 온수를 사용하지 않는 경우에는 바이패스관(130)을 통해 온수기의 내부에서 온수가 순환하도록 하거나 온수배출구(102)와 온수환수구(103) 사이에 연결되는 외부 파이프에도 온수가 순환하도록 할 수 있다. 이를 위하여, 온수기 시스템(100)은 제 1 연결관(110), 제 2 연결관(120), 바이패스관(130), 바이패스 밸브(160) 및 제어부(미도시)를 구비할 수 있다.
제 1 연결관(110)은 직수유입구(101)와 열교환기(150)의 입구 사이를 연결할 수 있다. 제 2 연결관(120)은 열교환기(150)의 출구와 온수배출구(102) 사이를 연결할 수 있다. 즉, 직수유입구(101)를 통해 유입된 직수(외부에서 유입된 물)는 제 1 연결관(110)을 통해 열교환기(150)로 전달되며, 열교환기(150)를 거치면서 직수가 가열된다. 이와 같이 가열된 직수인 온수가 열교환기(150)의 출구로 배출되는데 열교환기(150)의 출구로 배출된 온수는 제 2 연결관(120)을 통해 온수배출구(102)로 전달될 수 있다.
그리고 제 1 연결관(110)과 제 2 연결관(120) 사이에는 바이패스관(130)이 연결되어 있으며, 바이패스관(130)을 통해 제 1 연결관(110)을 흐르는 직수와 제 2 연결관(120)을 흐르는 온수가 섞일 수 있게 된다. 본 발명은 바이패스관(130)에 바이패스 밸브(160)를 설치하고 상기 제어부가 바이패스 밸브(160)를 제어함으로써 바이패스관(130)에 흐르는 물의 방향을 제어할 수 있도록 하였다. 즉, 상기 제어부는 온수사용모드인 경우 제 1 연결관(110)에서 제 2 연결관(120) 방향으로 바이패스관(130)을 통해 물이 이동하도록 바이패스 밸브(160)를 제어하고, 내부순환모드인 경우에는 제 2 연결관(120)에서 제 1 연결관(110) 방향으로 바이패스관(130)을 통해 물이 이동하도록 바이패스 밸브(160)를 제어할 수 있다. 이하에서는 사용자가 온수를 사용하고자 하는 경우를 '온수사용모드'라고 하고, 사용자가 온수를 사용하지 않고 온수기 내부에서 온수가 순환되는 경우를 '내부순환모드'라고 한다. 이와 같이 모드를 선택하는 것은 외부에서 모드를 선택하는 신호가 입력됨으로써 모드를 선택할 수도 있고, 온수의 변화량 등에 따라 모드를 선택할 수도 있으며, 이와 같이 모드가 선택되면 선택된 모드에 따라 상기 제어부는 바이패스 밸브(160)를 제어할 수 있다. 상기 제어부는 도면상에서 특정 위치에 결합되어야 하는 구성요소가 아니므로 도면에는 생략하였다.
상기 온수사용모드의 경우, 온수기 시스템(100)은 바이패스 밸브(160)를 이용함으로써 제 1 연결관(110)에 흐르는 직수를 제 2 연결관(120) 방향으로 전달하여 제 2 연결관(120)을 흐르는 온수와 바이패스관(130)을 통해 전달된 직수를 혼합하여 온수배출구(102)로 전달함으로써 배출되는 온수의 온도를 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 온수사용모드의 실시예에 대하여는 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
또한, 상기 내부순환모드의 경우 제 2 연결관(120)에 흐르는 온수를 제 1 연결관(110) 방향으로 전달하여 제 1 연결관(120)을 흐르는 직수와 바이패스관(130)을 통해 전달된 온수를 혼합하여 열교환기(150)로 전달하고 열교환기(150)에서 배출된 온수가 다시 바이패스관(130)으로 전달되게 함으로써 온수기 내부에서 온수가 순환하여 온수기의 동파를 방지하고 사용자가 온수를 사용하고자 하는 경우 즉시 일정한 온도의 온수를 배출할 수 있다. 상기 내부순환모드의 실시예에 대하여는 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
또한, 온수기 시스템(100)은 유량밸브(170)를 더 포함할 수 있다. 유량밸브(170)는 제 1 연결관(110) 중 바이패스관(130)이 연결된 위치와 직수유입구(101) 사이에 설치되어 직수가 유입되는 양을 조절할 수 있다. 또한, 유량밸브(170)는 센서를 포함할 수 있으며, 상기 센서에서 유량을 감지할 수 있다. 상기 제어부는 상기 온수사용모드인 경우 제 1 연결관(110)을 통해 전달되는 직수의 량을 조절하도록 유량밸브(170)를 조절할 수 있다. 이와 같이 직수의 량을 조절함으로써 온수의 온도를 조절할 수 있게 된다. 또한, 상기 제어부는 상기 내부순환모드인 경우 제 1 연결관(110)을 통해 직수가 전달되지 않도록 유량밸브(170)를 조절할 수 있다. 즉, 상기 내부순환모드에서는 직수를 유입시키지 않고 온수가 제 1 연결관(110), 제 2 연결관(120) 및 바이패스관(130)을 따라 순환하기만 하기 때문에 상기 제어부는 직수가 유입되지 않도록 유량밸브(170)를 제어할 수 있다.
그리고, 온수기 시스템(100)은 제 1 온도센서(191), 제 2 온도센서(192), 제 3 온도센서(193), 유량센서(194), 버퍼탱크(195) 및 펌프(196)를 더 구비할 수 있다. 유량센서(194)는 제 1 연결관(110) 중 바이패스관(130)이 연결된 위치와 열교환기(150)의 입구 사이에 설치되어 제 1 연결관(110)을 이동하는 물(열교환기로 유입되는 물)의 양을 감지할 수 있다. 제 1 온도센서(191)는 유량센서(194)와 열교환기(150)의 입구 사이에 설치되어 제 1 연결관(110)을 이동하는 물(열교환기로 유입되는 물)의 온도를 감지할 수 있다.
제 2 온도센서(192)는 제 2 연결관(120) 중 바이패스관(130)이 연결된 위치와 열교환기(150)의 출구 사이에 설치되어 제 2 연결관(120)을 이동하는 물(열교환기(150)에서 배출되는 온수)의 온도를 감지할 수 있다. 버퍼탱크(195)는 제 2 연결관(120) 중 제 2 온도센서(192)와 바이패스관(130)이 연결된 위치 사이에 설치되어 제 2 연결관(120)을 이동하는 물을 임시로 저장할 수 있다. 버퍼탱크(195)는 배출되는 온수의 급작스러운 변화를 방지할 수 있는 장치로 사용자가 온수를 사용하고자 하는 경우 갑자기 뜨거운 물이 나오거나 온수가 나올 때까지 차가운 물이 계속 나오는 것을 방지할 수 있다.
펌프(196)는 버퍼탱크(195)의 출구와 제 2 연결관(120) 중 바이패스관(130)이 연결된 위치 사이에 연결될 수 있다. 펌프(196)를 이용하여 온수를 온수배출구(102)로 전달하거나 바이패스관(130)으로 전달할 수 있다. 제 3 온도센서(193)는 제 2 연결관(120) 중 바이패스관(130)이 연결된 위치와 온수배출구(102) 사이에 설치되어 제 2 연결관(120)을 이동하는 물(온수배출구 방향으로 전달되는 물)의 온도를 감지할 수 있다. 제 3 온도센서(130)에서 감지된 값을 이용하여 상기 제어부는 유량밸브(170)를 제어하여 유입되는 직수의 량을 조절할 수 있다.
또한, 온수기 시스템(100)은 온수환수구(103), 제 3 연결관(140) 및 제 1 체크밸브(180)를 더 구비할 수 있다. 온수환수구(103)는 온수배출구(102)를 통해 배출된 온수 중 사용되지 않은 온수가 유입될 수 있는 공간으로, 도 2 등에 도시된 것과 같이 온수배출구(102)와 온수환수구(103)는 파이프 등으로 연결되어 있을 수 있다. 사용되지 않은 온수는 사용자가 수도꼭지를 닫아서 사용되지 않았을 수도 있고 사용자가 수도꼭지를 열어 사용하는 온수의 양보다 온수배출구(102)를 통해 배출된 온수의 양이 많아 사용하고 남은 온수일 수도 있다. 제 3 연결관(140)은 바이패스관(130) 중 바이패스 밸브(160)와 제 1 연결관(110) 사이의 위치와 온수환수구(103) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 체크밸브(180)는 제 3 연결관(140) 상에 설치되어 제 3 연결관(140)을 통해 바이패스관(130)으로 온수를 전달하거나 전달하지 않도록 할 수 있다.
상기 온수사용모드인 경우, 상기 제어부는 제 1 체크밸브(180)를 잠기도록 제어하여 온수배출구(102)를 통해 배출된 온수는 모두 수도꼭지를 통해 사용자에게 전달되도록 할 수도 있다. 또는, 상기 제어부는 제 1 체크밸브(180)가 열리도록 제어하여 온수환수구(103)를 통해 유입되는 온수가 있는 경우 상기 유입된 온수가 바이패스관(130)으로 전달되도록 할 수 있다. 상기 내부순환모드인 경우, 상기 제어부는 제 1 체크밸브(180)를 잠기도록 제어하여 제 3 연결관(140)을 통해 바이패스관(130)으로 온수가 전달되지 않도록 할 수 있다.
외부순환모드인 경우, 상기 제어부는 바이패스 밸브(160)를 잠기도록 제어하고 제 1 체크밸브(180)가 열리도록 제어하여 제 2 연결관(120)을 통해 전달되는 온수가 바이패스관(130)으로 전달되지 않도록 함과 동시에 온수환수구(103)를 통해 전달되는 온수가 제 3 연결관(140)을 통해 바이패스관(180)으로 전달되도록 할 수 있다. 또한, 상기 외부순환모드인 경우 상기 제어부는 직수가 유입되지 않도록 유량밸브(170)를 제어할 수 있다. 상기 외부순환모드는 온수배출구(102)와 온수환수구(103) 사이에 연결되는 파이프에 온수가 계속 흐르게 하여 상기 파이프가 동파되는 것을 방지하고 사용자가 온수를 사용하고자 하는 경우 바로 일정 온도의 온수가 나올 수 있도록 하는 모드이다. 온수배출구(102)와 온수환수구(103) 사이에 연결되는 상기 파이프는 수도꼭지와 연결되어 있는 파이프일 수 있다. 또한, 온수기 내부의 거의 모든 연결관에 온수가 흐르고 있으므로 상기 온수기의 동파도 방지할 수 있다. 상기 외부순환모드의 실시예에 대하여는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
복합순환모드인 경우, 상기 제어부는 제 2 연결관(120)에서 제 1 연결관(110) 방향으로 바이패스관(130)을 통해 물이 이동하도록 바이패스 밸브(160)를 제어하고 제 1 체크밸브(180)가 열리도록 제어할 수 있다. 이와 같은 제어를 통하여 제 2 연결관(120)을 통해 전달되는 온수가 바이패스관(130)과 온수배출구(102) 양쪽으로 전달되도록 함과 동시에 온수환수구(103)를 통해 전달되는 온수도 제 3 연결관(140)을 통해 바이패스관(180)으로 전달되도록 할 수 있다. 또한, 상기 복합순환모드인 경우 상기 제어부는 직수가 유입되지 않도록 유량밸브(170)를 제어할 수 있다. 상기 복합순환모드는 온수배출구(102)와 온수환수구(103) 사이에 연결되는 파이프에 온수가 계속 흐르도록 함과 동시에 상기 온수기 내부에서도 온수가 계속 흐르도록 함으로써 상기 파이프와 상기 온수기가 동파되는 것을 방지하고 사용자가 온수를 사용하고자 하는 경우 바로 일정 온도의 온수가 나올 수 있도록 하는 모드이다. 온수배출구(102)와 온수환수구(103) 사이에 연결되는 상기 파이프는 수도꼭지와 연결되어 있는 파이프일 수 있다. 상기 복합순환모드의 실시예에 대하여는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
이상에서는 상기 외부순환모드와 상기 복합순환모드를 나누어 설명하였으나, 실질적으로 양 모드 모두 외부에 연결된 파이프의 동파를 방지할 뿐 아니라 상기 온수기 자체의 동파도 방지할 수 있다는 점에서 하나의 모드로 선택되어 동작할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 사용자가 동파방지모드를 선택하거나 외부의 온도가 일정온도 이상 떨어졌음을 감지한 경우, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드 중 하나를 선택하여 실행시킬 수도 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 각 모드별로 물이 이동하는 경로에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 온수기 시스템(100)이 상기 온수사용모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 온수사용모드인 경우 상기 제어부는 유량밸브(170)가 열려서 직수가 제 1 연결관(110)으로 전달되도록 하고, 바이패스관(130)을 통하여 제 1 연결관(110)에서 제 2 연결관(120)으로 직수가 전달되도록 바이패스밸브(160)를 제어할 수 있다. 따라서, 제 1 연결관(110)으로 유입된 직수 중 일부는 열교환기(150)를 거쳐 제 2 연결관(120)으로 전달되고 상기 유입된 직수 중 나머지는 바이패스관(130)을 통해 제 2 연결관(120)으로 전달될 수 있다. 따라서, 열교환기(150)를 통하면서 가열된 온수와 바이패스관(130)을 통해 전달된 직수가 합쳐진 상태의 물이 온수배출구(102)를 통해 외부로 전달될 수 있다. 그리고, 이렇게 외부로 전달된 물은 수도꼭지를 통해 배출되어 사용자가 사용할 수 있다. 상기 제어부는 제 1 체크밸브(180)가 잠기거나 열리도록 제어할 수 있는데, 제 1 체크밸브(180)가 잠긴 경우는 온수배출구(102)를 통해 외부로 배출된 온수가 모두 수도꼭지를 통해서만 외부로 배출될 수 있고, 상기 제 1 체크밸브(180)가 열린 경우는 사용자가 사용하고 남은 온수가 온수환수구(103)를 통해 제 3 연결관(140)으로 유입될 수 있다.
도 3은 도 1의 온수기 시스템(100)이 상기 내부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 내부순환모드인 경우 상기 제어부는 유량밸브(170) 및 제 1 체크밸브(180)를 잠그도록 제어하고, 바이패스관(130)을 통하여 제 2 연결관(120)에서 제 1 연결관(110)으로 온수가 전달되도록 바이패스밸브(160)를 제어할 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이 열교환기(150)를 통해 배출된 온수는 제 2 연결관(120), 바이패스관(130), 제 1 연결관(110)을 순환하면서 흐르게 된다. 따라서, 외부에서 수도꼭지를 열어놓지 않아도 온수기 내부에서 온수가 계속 순환하고 있으므로 상기 온수기의 동파를 방지할 수 있고 사용자가 수도꼭지를 여는 경우 상기 온수기 내부를 순환하는 물이 가장 먼저 배출되므로 일정한 온도의 온수가 배출될 수 있다.
도 4는 도 1의 온수기 시스템(100)이 상기 외부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 상기 외부순환모드인 경우 상기 제어부는 바이패스 밸브(160)를 잠그도록 제어하고 유량밸브(170) 및 제 1 체크밸브(180)를 열리도록 제어할 수 있다. 이와 같이 상기 밸브들이 동작하는 경우, 도 4에 도시된 것과 같이 열교환기(150)를 통해 배출된 온수가 제 2 연결관(120) 및 온수배출구(102)를 통해 상기 온수기 외부의 파이프로 전달되고 상기 파이프로 전달된 온수는 온수환수구(103), 제 3 연결관(140), 바이패스관(130) 및 제 1 연결관(110)을 통해 열교환기(150)로 유입되며, 이상의 경로를 반복하면서 순환하여 흐르게 된다. 따라서, 상기 수도꼭지를 열어놓지 않아도 온수기 외부의 파이프와 온수기 내부의 연결관에서 온수가 계속 순환하고 있으므로 온수기 외부에 설치된 파이프 및 온수기 내부의 동파를 방지할 수 있고 사용자가 수도꼭지를 여는 경우 상기 순환하는 물이 먼저 배출되므로 일정한 온도의 온수가 배출될 수 있다.
도 5는 도 1의 온수기 시스템(100)이 상기 복합순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 복합순환모드인 경우 상기 제어부는 유량밸브(170) 및 제 1 체크밸브(180)가 열리도록 제어하고, 바이패스관(130)을 통하여 제 2 연결관(120)에서 제 1 연결관(110)으로 온수가 전달되도록 바이패스밸브(160)를 제어할 수 있다. 이와 같이 상기 밸브들이 동작하는 경우, 도 5에 도시된 것과 같이 열교환기(150)를 통해 배출된 온수가 제 2 연결관(120) 및 온수배출구(102)를 통해 상기 온수기 외부의 파이프로 전달되고 열교환기(150)를 통해 배출된 온수가바이패스 밸브(160)를 통해 바이패스관(130)으로도 전달된다. 또한, 상기 파이프에 전달된 온수도 제 3 연결관(140)을 통해 바이패스관(130)으로 전달된다. 상기 제 2 연결관(120)을 통해 전달된 온수와 상기 제 3 연결관(140)을 통해 전달된 온수가 바이패스관(130)에서 합쳐져서 제 1 연결관(110)을 통해 열교환기(150)로 유입되며, 이상의 경로를 반복하면서 순환하여 흐르게 된다. 따라서, 외부에서 수도꼭지를 열어놓지 않아도 온수기 외부의 파이프와 온수기 내부의 연결관에서 온수가 계속 순환하고 있으므로 온수기 외부에 설치된 파이프 및 온수기 내부의 동파를 방지할 수 있고 사용자가 수도꼭지를 여는 경우 상기 순환하는 물이 가장 먼저 배출되므로 일정한 온도의 온수가 배출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 온수기 시스템(600)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 도 6의 온수기 시스템(600)은 제 2 체크밸브(685)를 제외하고 도 1의 온수기 시스템(100)과 동일하다. 즉, 온수기 시스템(600)의 제 1 연결관(610), 제 2 연결관(620), 제 3 연결관(640), 바이패스관(630), 열교환기(650), 바이패스 밸브(660), 유량밸브(670), 제 1 체크밸브(680), 제 1 온도센서(691), 제 2 온도센서(692), 제 3 온도센서(693), 유량센서(694), 버퍼탱크(695), 펌프(696), 제어부(미도시) 등은 도 1의 동일한 명칭의 구성요소와 동일하므로, 이상의 구성요소들의 설명은 도 1의 설명으로 대체한다.
제 2 체크밸브(685)는 제 2 연결관(620) 중 바이패스관(630)이 연결된 위치와 온수배출구(602) 사이에 설치될 수 있다. 상기 제어부는 상기 온수사용모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드에서는 제 2 체크밸브(685)가 열리도록 제어하고 상기 내부순환모드에서는 제 2 체크밸브(685)가 잠기도록 제어할 수 있다. 상기 온수사용모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드에서는 제 2 체크밸브(685)가 열리므로 도 1과 관련하여 설명한 상기 온수사용모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드의 동작과 동일하며, 이는 관련 부분의 설명으로 대체한다. 따라서 이하에서는 상기 내부순환모드에 대하여만 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 7은 도 6의 온수기 시스템(600)이 상기 내부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하여, 상기 내부순환모드인 경우 상기 제어부는 유량밸브(670), 제 1 체크밸브(680) 및 제 2 체크밸브(685)가 잠기도록 제어하고, 바이패스관(630)을 통하여 제 2 연결관(620)에서 제 1 연결관(610)으로 온수가 전달되도록 바이패스밸브(660)를 제어할 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같이 열교환기(650)를 통해 배출된 온수가 제 2 연결관(620), 바이패스관(630), 제 1 연결관(610)을 순환하면서 흐르게 된다. 따라서, 외부에서 수도꼭지를 열어놓지 않아도 온수기 내부에서 온수가 계속 순환하고 있으므로 상기 온수기의 동파를 방지할 수 있고 사용자가 수도꼭지를 여는 경우 상기 온수기 내부를 순환하는 물이 가장 먼저 배출되므로 일정한 온도의 온수가 배출될 수 있다. 도 1의 온수기 시스템(100)도 상기 내부순환모드인 경우 제 1 체크밸브(180)가 잠겨 있으므로 제 2 연결관(120)을 통해 전달되는 온수는 외부의 상기 파이프로 전달되지 않고 바이패스관(130)으로 전달된다. 다만, 도 6의 온수기 시스템(600)은 부가적으로 제 2 체크밸브(685)를 설치함으로써 온수배출구(602) 방향으로 온수가 전달되는 경로를 차단함으로써 보다 효율적으로 내부순환모드를 동작시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 온수기 시스템(900)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 도 8의 온수기 시스템(800)은 도 1의 온수기 시스템(100)에서 온수가 환수되는 부분이 없는 상태의 실시예이다. 즉, 도 8의 온수기 시스템(800)은 도 1의 온수기 시스템(100)에서 제 3 연결관(140), 제 1 체크밸브(180) 및 온수환수구(103)가 제외된 상태와 동일하다. 나머지 구성요소들, 즉 온수기 시스템(800)의 제 1 연결관(810), 제 2 연결관(820), 바이패스관(830), 열교환기(850), 바이패스 밸브(860), 유량밸브(870), 제 1 온도센서(891), 제 2 온도센서(892), 제 3 온도센서(893), 유량센서(894), 버퍼탱크(895), 펌프(896), 제어부(미도시) 등은 도 1의 동일한 명칭의 구성요소와 동일하므로, 이상의 구성요소들의 설명은 도 1의 설명으로 대체한다. 또한, 도 8의 온수기 시스템(800)은 외부로 배출된 온수가 환수되지 않으므로 온수배출구(802)와 온수환수구(803) 사이에 파이프로 연결되어 있지 않으며 온수배출구(802)에서 수도꼭지까지만 파이프로 연결되어 있다. 따라서, 도 8의 온수기 시스템(800)은 상기 온수사용모드 및 상기 내부순환모드만 동작하며, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드로는 동작하지 않는다. 상기 온수사용모드에 대하여는 도 9와 관련하여 설명하고, 상기 내부순환모드에 대하여는 도 10과 관련하여 설명한다.
도 9는 도 8의 온수기 시스템(800)이 상기 온수사용모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하여, 상기 온수사용모드인 경우 상기 제어부는 유량밸브(870)가 열려서 직수가 제 1 연결관(810)으로 전달되도록 하고, 바이패스관(830)을 통하여 제 1 연결관(810)에서 제 2 연결관(820)으로 직수가 전달되도록 바이패스밸브(860)를 제어할 수 있다. 따라서, 제 1 연결관(810)으로 유입된 직수 중 일부는 열교환기(850)를 거쳐 제 2 연결관(820)으로 전달되고 상기 유입된 직수 중 나머지는 바이패스관(830)을 통해 제 2 연결관(820)으로 전달될 수 있다. 따라서, 열교환기(850)를 통하면서 가열된 온수와 바이패스관(830)을 통해 전달된 직수가 합쳐진 상태의 물이 온수배출구(802)를 통해 외부로 전달될 수 있다. 그리고, 이렇게 외부로 전달된 물은 수도꼭지를 통해 배출되어 사용자가 사용할 수 있다.
도 10은 도 9의 온수기 시스템(800)이 상기 내부순환모드인 경우 물의 이동경로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 10을 참조하여, 상기 내부순환모드인 경우 상기 제어부는 유량밸브(870)가 잠기도록 제어하고, 바이패스관(830)을 통하여 제 2 연결관(820)에서 제 1 연결관(810)으로 온수가 전달되도록 바이패스 밸브(860)를 제어할 수 있다. 도 8에 도시된 것과 같이 열교환기(850)를 통해 배출된 온수가 제 2 연결관(820), 바이패스관(830), 제 1 연결관(810)을 순환하면서 흐르게 된다. 따라서, 외부에서 수도꼭지를 열어놓지 않아도 온수기 내부에서 온수가 계속 순환하고 있으므로 상기 온수기의 동파를 방지할 수 있고 사용자가 수도꼭지를 여는 경우 상기 온수기 내부를 순환하는 물이 가장 먼저 배출되므로 일정한 온도의 온수가 배출될 수 있다. 도 1의 온수기 시스템(100)도 상기 내부순환모드인 경우 제 1 체크밸브(180)가 잠겨 있으므로 제 2 연결관(120)을 통해 전달되는 온수는 외부의 상기 파이프로 전달되지 않고 바이패스관(130)으로 전달된다. 마찬가지로, 도 8의 온수기 시스템(800)은 온수배출구(802)와 연결된 파이프가 막혀있으므로 수도꼭지를 잠근 경우 온수배출구(802) 방향으로 온수가 전달되지 않으므로 상기 내부순환모드로 동작될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 직수유입구를 통해 직수가 유입되어 열교환기를 거친 온수가 온수배출구를 통해 배출되는 온수기 시스템에 있어서,
    상기 직수유입구와 열교환기의 입구 사이를 연결하는 제 1 연결관;
    상기 열교환기의 출구와 상기 온수배출구 사이를 연결하는 제 2 연결관;
    상기 제 1 연결관과 상기 제 2 연결관 사이를 연결하는 바이패스관;
    상기 바이패스관에 흐르는 물의 방향을 제어하도록 상기 바이패스관에 설치되는 바이패스 밸브;
    상기 온수배출구를 통해 배출된 온수 중 사용되지 않은 온수가 유입되는 온수환수구;
    상기 바이패스관 중 상기 바이패스 밸브와 상기 제 1 연결관 사이의 위치와 상기 온수환수구 사이에 연결되는 제 3 연결관;
    상기 제 3 연결관 상에 설치되는 제 1 체크밸브; 및
    온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관에서 상기 제 2 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하고, 내부순환모드인 경우 상기 제 2 연결관에서 상기 제 1 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 내부순환모드인 경우 상기 제 1 체크밸브가 잠기도록 제어하고, 외부순환모드인 경우 상기 제 1 체크밸브가 열리고 상기 바이패스 밸브가 잠기도록 제어하고, 복합순환모드인 경우 상기 제 1 체크밸브가 열리고 상기 제 2 연결관에서 상기 제 1 연결관 방향으로 상기 바이패스관을 통해 물이 이동하도록 상기 바이패스 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온수기 시스템은,
    상기 제 1 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 직수유입구 사이에 설치되어 상기 직수가 유입되는 양을 조절하는 유량밸브를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 전달되는 직수의 량이 조절되도록 상기 유량밸브를 제어하고, 상기 내부순환모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 직수가 전달되지 않도록 상기 유량밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수기 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 온수기 시스템은,
    상기 제 1 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 직수유입구 사이에 설치되어 상기 직수가 유입되는 양을 조절하는 유량밸브를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 온수사용모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 전달되는 직수의 량을 조절하도록 상기 유량밸브를 제어하고, 상기 내부순환모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드인 경우 상기 제 1 연결관을 통해 직수가 전달되지 않도록 상기 유량밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수기 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 온수기 시스템은,
    상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 온수배출구 사이에 설치되는 제 2 체크밸브를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 온수사용모드, 상기 외부순환모드 및 상기 복합순환모드에서는 상기 제 2 체크밸브가 열리도록 제어하고, 상기 내부순환모드에서는 상기 제 2 체크밸브가 잠기도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온수기 시스템.
  7. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 하나의 항에 있어서, 상기 온수기 시스템은,
    상기 제 1 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 열교환기의 입구 사이에 설치되어 상기 제 1 연결관을 이동하는 물의 양을 감지하는 유량센서;
    상기 유량센서와 상기 열교환기의 입구 사이에 설치되어 상기 제 1 연결관을 이동하는 물의 온도를 감지하는 제 1 온도센서;
    상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 열교환기의 출구 사이에 설치되어 이동하는 상기 제 2 연결관을 이동하는 물의 온도를 감지하는 제 2 온도센서;
    상기 제 2 연결관 중 상기 제 2 온도센서와 상기 바이패스관이 연결된 위치 사이에 설치되어 상기 제 2 연결관을 이동하는 물을 임시로 저장하는 버퍼탱크;
    상기 버퍼탱크의 출구와 상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치 사이에 연결되는 펌프; 및
    상기 제 2 연결관 중 상기 바이패스관이 연결된 위치와 상기 온수배출구 사이에 설치되어 상기 제 2 연결관을 이동하는 물의 온도를 감지하는 제 3 온도센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온수기 시스템.
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