KR101823960B1 - 식기세척기의 온수 공급 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

직수를 1차 열교환으로 헹굼수 탱크로 공급하는 제1 서브 열교환기; 1차 열교환된 직수를 2차 열교환으로 온수로 출탕하거나 2차 열교환하는 제2 서브 열교환기; 2차 열교환된 직수를 가열하여 상기 제1 서브 열교환기를 경유, 헹굼수 탱크로 온수를 공급하는 메인 열교환기; 및 상기 1차 및 2차 열교환된 직수 또는 온수의 순환과 온수 출탕을 제어하는 제어부를 포함하는 식기세척기 온수 공급 시스템이 개시된다.

Description

식기세척기의 온수 공급 시스템 및 제어 방법{Dishwasher hot water supply system and control methods thereof}
본 발명은 식기세척기에서 세척효율을 높이는 온수의 공급과 식기세척의 이외의 용도로 사용될 수 있는 온수를 식기세척기 사용자에게 공급하는 식기세척기의 온수 공급 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
식기세척기는 식기의 세척과 헹굼의 효율을 위해 상온의 직수를 온수로 데워서 사용할 수 있게 되어있다. 식기세척기에서 데워지는 온수는 식기의 세척과 헹굼 전용으로 사용되거나 그 이외의 용도로 사용할 수 있는 온수를 공급할 수 있게 되어 있다. 식기세척기에서 식기 세척과 헹굼에 사용되는 온수를 다른 용도로 사용할 수 있게 하는 제안은 국내 등록특허공보 제10-1466858호에 제안되어 있다.
기존의 온수 공급 기능을 포함하는 식기세척기에서는 외부 수원으로부터 직수를 도입하여 먼저 열교환기로 데우고 서브 열교환기에서 열교환을 한 후 헹굼수 탱크로 공급하거나 필요에 따라 온수로 출탕 되는 방식이지만 헹굼수 탱크로 공급되는 직수의 온도 편차가 크고 온수 공급을 위한 예열 완료 시간이 비교적 길며 온수 사용을 위한 대기 시간이 오래 걸리고 출수 되는 온수의 유량이 제한되어 있다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1466858호(공고일 2014년12월03일)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1273553호(공고일 2013년06월17일)
본 발명의 기술적 과제 중 하나는, 온수 공급을 위한 준비 및 대기 시간을 단축시키는 식기세척기를 제공하는데 있다. 온수 공급을 위한 연소시간을 짧게 하고 출수 유량을 증가시키는 식기세척기를 제공하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 직수를 1차 열교환으로 헹굼수 탱크로 공급하는 제1 서브 열교환기; 1차 열교환된 직수를 바이패스시켜 2차 열교환으로 온수로 출탕하거나 2차 열교환하는 제2 서브 열교환기; 2차 열교환된 직수를 가열하여 상기 제1 서브 열교환기를 경유, 헹굼수 탱크로 온수를 공급하는 메인 열교환기; 및 상기 1차 및 2차 열교환된 직수 또는 온수의 순환과 온수 출탕을 제어하는 제어부를 식기세척기의 온수 공급 시스템에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 제1 서브 열교환기(1ST SUB HEX)와 헹굼수 탱크는 직수 유로로 연결되고, 급수 유로는 제1 서브 열교환기를 경유하여 1차 열교환되는 직수를 온수로 출탕하는 제1 바이패스 유로가 포함될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 제2 서브 열교환기(2ST SUB HEX)에는 바이패스 유로가 경유하여 출탕 온수 유로를 통해 온수를 출탕하고, 온수 출탕 유로에는 직수를 급수하는 급수 유로를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 제2 서브 열교환기에는 헹굼수 탱크의 직수를 메인 열교환기로 순환시키는 순환 유로가 경유할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 순환 유로는 헹굼수 탱크에서 시작되어, 순차적으로 제2 서브 열교환기, 메인 열교환기 및 제1 서브 열교환기, 그리고 종단에서 헹굼수 탱크로 출탕 온수를 공급할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 제어부는, 헹굼수 탱크의 수온 및 수량을 검지하여 설정된 기준값과 비교하는 헹굼수 온도 및 수위 검지부; 제1 서브 열교환기를 경유하는 직수를 유입하여, 제2 서브 열교환기로 열교환을 마친 온수의 온도를 검지하여 설정된 기준값과 비교하는 출탕 온수 온도 및 수량 검지부; 및 헹굼수 탱크의 수위 및 출탕 온수의 온도 기준값이 설정되고, 현재의 헹굼수 수위와 출탕 온도를 기준값과 비교 결과에 따라 유로개폐제어부에 제어 신호를 출력하는 MCU를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 MCU는, 수위검지센서를 통해 헹굼수 탱크의 수위를 검지하고, 수위가 낮아지면 제1 서브 열교환기와 헹굼수 탱크를 연결하는 직수 유로에 설치된 수전자변을 열어서 1차로 열교환된 직수를 헹굼수 탱크로 공급하고, 수위가 높아지면 수전자변을 닫아 직수 공급을 대기시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 MCU는, 제2 서브 열교환기의 출탕 온수 유로를 유동하는 출탕 온수의 온도를 검지하여 설정온도 기준값 이상이면, 바이패스시켜 급수 유로를 열어 직수를 급수하고, 설정온도 기준값 이하이면, 출탕 온수 유로를 열어 온수를 출탕할 수 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 헹굼수 탱크의 수량이 검지되고 MCU에 설정된 기준값과 비교되는 헹굼 수위 판단 단계; 제1 서브 열교환기를 경유하여 제2 서브 열교환기에서 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도가 설정온도 기준값과 비교되는 단계; 및 헹굼수 탱크의 현재 수위 판단 결과에 따라 헹굼수 탱크에 대한 직수 공급이 결정되고, 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도 비교결과에 따라 출탕 온수의 온도가 결정되는 유로 제어 단계;를 포함하는 식기세척기의 온수 공급 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 헹굼 수위 판단 단계에서는, 제1 서브 열교환기를 거친 직수의 공급 후 수위검지센서를 통해 헹굼수 탱크의 수위가 검지되는 단계; 수위가 낮아지면 제1 서브 열교환기와 헹굼수 탱크를 연결하는 직수 유로를 여는 단계; 및 수위가 높아지면 유로를 닫아 직수 공급을 대기시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 상기 제2 서브 열교환기에서 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도가 설정온도 기준값과 비교되는 단계에서는, 상기 제2 서브 열교환기의 출탕 온수 유로의 출탕 온수의 온도를 검지하고 설정온도 기준값과 비교 판단되는 단계; 판단결과 설정온도 기준값 이상이면, 급수 유로를 설정온도 기준값과 출탕 온수의 온도와의 차이값에 대응되게 열어 직수가 급수되는 단계; 및 판단결과 설정온도 기준값 이하이면, 출탕 온수 유로를 열어 온수가 출탕 되는 단계를 포함할 수 있다.
식기세척기의 헹굼수 탱크에 직수를 공급하는 과정에서 열교환이 이루어진 직수를 공급하여 탱크 내 헹굼 수온 온도의 편차를 줄인다. 식기세척기에서 1차 열교환된 직수를 2차 열교환으로 가열하여 온수를 사용할 때 준비시간이 단축된다. 출탕 온수가 설정온도에 도달하는데 걸리는 연소시간이 짧아지고 출탕 온수를 빠른 시간 내에 공급한다. 출탕 온수의 유량이 증가 되어 충분한 양의 온수를 공급할 수 있다.
도 1은 식기세척기의 온수 공급 시스템의 예시이다.
도 2는 식기세척기의 온수 공급 제어 시스템의 예시이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기 온수 공급 시스템의 예시이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기 온수 공급 제어 시스템의 예시이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 헹굼수 온수 출탕 제어의 예시이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 온수 출탕 제어의 예시이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 '식기세척기의 온수 공급 시스템 및 제어 방법'을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 식기세척기에서 헹굼수 탱크 헹굼 수온의 온도 편차를 줄이면서 온수를 공급하고 식기세척기 사용자 요청에 의해 식기세척기에서 출탕 온수를 취수하여 사용할 수 있도록 제시된다. 바람직하게는 헹굼수 탱크 내에서 헹굼 수온의 온도 편차를 줄이고 빠른 시간에 온수를 사용하기 위하여 준비시간을 단축하고 설정온도에 도달하기 위한 연소시간을 짧게 하여 빠른 시간 안에 출탕 온수를 공급하고 출탕 되는 온수의 유량을 증가시키도록 제시된다.
도 1은 식기세척기의 온수 공급 시스템의 계통도이다. 도 1의 식기세척기 온수 공급 시스템은 열원으로서 가스를 사용하는 가스식 식기세척기의 예이다. 본 발명은 도 1과 같은 식기세척기 형식에 한정되지는 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이 식기세척기(100)는 세척조(110)에 식기를 넣고 세척과 헹굼으로 식기를 세정하도록 되어 있다. 식기 세척과 헹굼에 필요한 냉온수의 급수 시기, 펌프, 세척수와 헹굼수 공급 및 가열 그리고 배수 제어 등은 물의 수온, 수위 검지 등에 따라 제어부(300)에 의해 제어하도록 되어 있다.
식기세척기(100)는 세척조(110)를 중심으로 헹굼 노즐(120)과 세척 노즐(130)이 상부와 하부로 나뉘어 위치된다.
헹굼 노즐(120)과 세척 노즐(130)에 공급되는 물은 헹굼수와 세척수로 구분되고 각각 헹굼수 탱크(140)와 세척수 탱크(150)에 저장되는 물을 운전 모드에 따라 헹굼 펌프(170)와 세척 펌프(190)로 펌핑하여 세척조(110)로 공급하게 되어있다. 관로는 헹굼수 관로와 세척수 관로로 구분되어 있고, 헹굼수 관로에는 헹굼 펌프(170)가, 세척수 관로에는 세척 펌프(190)가 설치되어 있어 헹굼과 세척에 필요한 헹굼수와 세척수를 세척조(110)로 공급한다.
식기세척기의 세척효율을 위해 상온의 직수를 온수로 바꿔서 공급하는 온수 공급 과정은, 먼저 급수부(191)를 통해 급수되는 직수(냉수)를 수전자변(192) 개방으로 헹굼수 탱크(140)로 급수하고, 급수가 이루어진 헹굼수 탱크(140)의 직수는 순환 펌프(160)에 의해 펌핑되면서 서브 열교환기(181)에 의한 예열과정과 메인 열교환기(180)에 의한 열교환 과정을 차례로 거치면서 목표 헹굼 수온까지 열교환이 이루어진 온수를 헹굼수 탱크(140)로 재유입 저장하고, 목표 헹굼 수온에 도달하여 헹굼수 탱크(140)에 저장되는 온수는 헹굼 펌프(170)의 펌핑에 의해 세척조(110)의 헹굼 노즐(130)로 공급된다. 가스식 식기세척기에서 열교환기의 열원은 가스버너(미도시)이다.
식기세척기에서 생성되는 온수는 식기세척이나 헹굼 이외의 용도로 출탕 시켜 온수로 사용할 수 있는데 식기세척기에서의 온수 출탕 과정은 급수부(191)로 급수되는 직수를 헹굼수 탱크(140)에 채우고 순환 펌프(160)의 관로를 통하여 메인 열교환기(180)로 직수를 보내 헹굼수 탱크(140)의 직수를 설정 온도까지 가열 후 온수로 사용 가능하며 출수 온도를 체크 하여 출수 되는 온수의 양을 제어할 수 있다.
식기세척기에서의 온수 출탕에서는 급수부(191)로부터 유입되는 직수를 서브 열교환기(181)를 거치도록 하여 열교환된 온수를 출탕시켜 사용할 수 있지만, 상온의 직수를 사용함으로써 직수를 가열하고 예열을 완료하는 시간이 오래 걸리고, 서브 열교환기(181)를 통한 예열완료 후 메인 열교환기(180)의 열교환이 필요하여 온수 공급 시간이 증가하며, 상온의 직수인 경우 출수 유량 제어로 인하여 유량이 적어질 수 있다.
도 2는 식기세척기 온수 공급 시스템의 예를 설명하는 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 식기세척기의 온수 공급 시스템은, 직수와 메인/서브 열교환기로부터 열교환된 온수 및 헹굼수 탱크(140)와 세척수 탱크(150) 내의 수온과 출탕 온수의 수온을 각각 검지하는 수온검지센서부(210), 직수의 수량 및 헹굼수 탱크(140)와 세척수 탱크(150) 내의 수위를 검지하는 수량 및 수위검지센서부(220), 세척수와 헹굼수를 세척조로 펌핑하거나 순환시키는 헹굼/세척/순환 펌프구동부(230), 세척수와 헹굼수를 가열하기 위해 메인/서브 열교환기(180)(181)에 열원을 공급하는 열원부(240), 직수의 급수와 세척수의 배수 및 온수를 출탕하는 급수 및 배출부(250)들로 구성되는 장치 모듈(200), 그리고, 장치 모듈(200)들의 검지 신호로 제어 명령을 실행하여 각 장치 모듈(200)들의 작동을 제어하는 제어부(300)로 구성될 수 있다.
제어부(300)는 세척시작 버튼 등의 입력 키가 있는 입력부(310), 운전 상황 및 입력 상황 등을 표시하는 디스플레이 패널 등의 표시부(311)를 주변 기기로 포함함으로써 식기세척기 제어 입력 및 현재세척 상황을 표시할 수 있다.
여기서, 수온 및 수위검지센서는 온도, 수위, 압력 등을 검지하거나 측정하여 검지 신호를 제어부로 보내는 센서류 등이고, 급수 및 배출부는 제어부의 제어 신호에 따라 개폐되는 수전자변(전자 밸브류) 및 특정 온도에서 관로를 열고 닫는 바이메탈 밸브들이 포함될 수 있다. 열원은 가스버너 또는 전기 히터 및 외부의 어느 열원일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기의 온수 공급 시스템의 예시이다.
본 발명에 따른 기세척기의 온수 공급 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 급수되는 직수를 1차 열교환하여 헹굼수 탱크(140)로 공급하는 제1 서브 열교환기(182)를 구비한다.
제1 서브 열교환기(182)를 경유하여 1차 열교환된 직수를 바이패스 시켜 2차 열교환으로 온수로 출탕하거나 직수를 2차 열교환하는 제2 서브 열교환기(183)를 구비한다.
헹굼수 탱크(140)의 직수를 제2 서브 열교환기(183)에서 2차 열교환하고 열교환된 직수를 가열하여 제1 서브 열교환기(140)를 경유하여 헹굼수 탱크(140)로 온수를 공급하는 메인 열교환기(180)를 구비한다.
제1 및 제2 서브 열교환기(182)(183)에 대한 직수의 공급, 2차 열교환된 온수의 출탕 유로의 개폐를 제어하는 제어부(300)를 포함한다.
본 발명에 따른 기세척기의 온수 공급 시스템은, 순환 펌프(160)의 구동이 있을 때 1차 열교환이 이루어진 헹굼수 탱크(140)의 직수가 제2 서브 열교환기(183)와 메인 열교환기(180)를 경유하면서 가열된다.
정해진 온도에서 순환 유로(103)를 여닫는 바이메탈 밸브(102) 열림에 의해 헹굼수 탱크(140)로 출탕 온수를 보내게 된다. 바이메탈 밸브(102)는 별도의 밸브 제어를 필요로 하지 않으므로 메인 열교환기(180)와 헹굼수 탱크(140)를 연결하는 순환 유로(103)의 온수 출탕에 적절한 밸브로 선택될 수 있으며 정해진 수온을 비교적 안정적으로 헹굼수 탱크(140)에 공급할 수 있게 된다.
현재의 헹굼수 탱크(140)의 수온은 헹굼탱크온도검지센서(101a)에 의해, 헹굼수 탱크(140)의 수위는 헹굼수위검출센서(101b)에 의해, 헴굼수 탱크(140)로 공급되는 출탕 온수의 온도는 순환수 출탕온도 검지센서(101c)에 의해 검지 되어, 검지된 신호는 제어부(300)의 헹굼수 온도 및 수위검지부(320)로 입력되어 출탕온도 및 수위 기준값이 설정된 제어부(300)의 MCU(340)에 의해 비교 판단되어 제어 신호가 유로개폐제어부(350)로 출력되고, 출력되는 제어 신호에 따라 직수 유로(106)와 순환 유로(103)의 개폐를 각각 제어할 수 있다.
메인 열교환기(180)를 거쳐서 바이메탈 밸브(102) 열림으로 출탕되는 온수는 종단에서 제1 서브 열교환기(182)를 경유할 수 있으나 그 이전에 제1 및 2 서브 열교환기(182)(183)와 메인 열교환기(180)를 경유하는 과정에서 1,2,3차에 거쳐 열교환이 완료된 상태이므로 온수의 온도를 더 높이는 열교환은 이루어지지 않을 수 있다.
온수를 외부에서 사용하기 위해 입력부(310)에서 출탕 온수를 선택하면 출탕 온수 유로(104)가 열려 설정된 온도의 온수를 출탕하여 사용할 수 있다. 출탕 온수의 온도는 설정온도 이상인 경우 급수 유로(105)로부터 급수되는 물에 의해 혼합되어 설정온도에 맞추어 사용자가 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있도록 제어될 수 있다. 바람직하게는 급수 유로(105)에 세라믹 히터(101g)를 설치하여 출탕 온수와 혼합될 때 물의 급격한 온도 변동 폭을 줄여주거나, 급수 온도가 기준온도 이하일 경우, 세라믹 히터(101g)를 가열하여 급수배관의 동결을 방지하거나, 동결일 경우 해빙시켜 줄 수 있다.
현재의 출탕 온수의 수온은 출탕온도 검지센서(101d)에 의해, 급수 유로(107)로 공급되는 급수 수온은 급수온도검지센서(101e)에 의해, 출탕 온수 유로(104)로 출탕되는 온수의 수량은 출탕수량검지센서(101f)에 의해 검지 되고, 검지된 신호는 제어부(300)의 출탕온수 온도 및 수량검지부(330)로 입력되어 출탕 온수의 온도 및 수량 기준값이 설정된 제어부(300)의 MCU(340)에 의해 비교 판단되어 제어 신호가 유로개폐제어부(350)로 출력되고, 출력되는 제어 신호에 따라 출탕 온수 유로(104)와 급수 유로(105) 및 바이패스 유로(107)의 개폐를 각각 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 식기세척기의 온수 공급 시스템을 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기의 온수 공급 시스템 블럭도 이다.
식기세척기의 온수 공급 시스템은 제1 서브 열교환기(182)와 헹굼수 탱크(140)는 직수 유로(106)로 연결되고, 직수 유로(106)는 제1 서브 열교환기(182)를 경유하여 1차 열교환되는 직수를 온수로 출탕하는 바이패스 유로(107)를 연결하여 구성될 수 있다.
식기세척기의 온수 공급 시스템은 제2 서브 열교환기(183)에 바이패스 유로(107)가 경유하여 출탕 온수 유로(104)를 통해 온수를 출탕하고, 출탕 온수 유로(104)에는 직수를 급수하여 출탕 온수와 혼합되어 온도를 조절할 수 있는 급수 유로(105)를 더 구비할 수 있다. 출탕 온수의 온도 조절을 위해 급수되는 직수는 출탕 온수의 전체 취수 유량을 증가시키는데 유용할 수 있다.
식기세척기의 온수 공급 시스템은 제2 서브 열교환기(183)에 헹굼수 탱크(140)의 직수를 메인 열교환기(180)로 순환시키는 순환 유로(103)가 경유하도록 구성될 수 있다. 순환 유로(103)는 제2 서브 열교환기(183), 메인 열교환기(180), 제1 서브 열교환기(182) 및 헹굼수 탱크(140)로 순차적으로 경유할 수 있다.
식기세척기의 온수 공급 시스템의 제어부(300)는, 헹굼수 탱크의 수온 및 수량을 검지하여 설정된 기준값과 비교하는 헹굼수 온도 및 수위 검지부(320), 제1 서브 열교환기를 경유하는 직수를 유입, 제2 서브 열교환기로 열교환을 마친 온수의 온도를 검지하여 설정된 기준값과 비교하는 출탕 온수 온도 및 수량 검지부(330), 헹굼수 탱크의 수위 및 출탕 온수의 온도 기준값이 설정되고, 현재의 헹굼수 수위와 출탕 온도를 기준값과 비교한 결과에 따라 유로개폐제어부(350)에 제어 신호를 출력하는 MCU(350)로 구성될 수 있다.
식기세척기의 온수 공급 시스템 제어부의 MCU(340)는, 헹굼 탱크 수위검지센서(101b)를 통해 헹굼수 탱크(140)의 수위를 검지하고, 수위가 낮아지면 제1 서브 열교환기(182)와 헹굼수 탱크(140)를 연결하는 직수 유로(106)에 설치된 수전자변(106a)을 열어서 1차로 열교환된 직수를 헹굼수 탱크(140)로 공급하고, 수위가 높아지면 수전자변(106a)을 닫아 직수 공급을 대기시킬 수 있다.
식기세척기의 온수 공급 시스템 제어부의 MCU(340)는, 제2 서브 열교환기(183)의 출탕 온수 유로(104)를 유동하는 출탕 온수의 온도를 검지하여 설정온도 기준값 이상이면, 바이패스시켜 급수 유로(105)를 열어 직수를 급수하고, 설정온도 기준값 이하이면, 출탕 온수 유로(104)를 열어서 온수를 출탕하도록 제어할 수 있다.
유로개폐제어부(350)는 도 4에 도시된 바와 같이 직수 유로(106), 바이패스 유로(107), 출탕 온수 유로(104), 순환 유로(103), 급수 유로(105)들을 각각 제어한다. 상기 각각의 유로들에는 유로개폐제어부(350)의 출력 신호에 의해 제어되는 전자밸브(미도시), 또는 출력 신호에 응답하는 기타 밸브들이 설치될 수 있다.
상기와 같은 식기세척기의 온수 공급 시스템은 직수 유로(106)로 급수되는 직수를 제1 서브 열교환기(182)를 거쳐 1차 열교환으로 가열된 직수로 헹굼수 탱크(140)를 채우고 순환 펌프(160)가 설치된 순환 유로(103)를 통하여 직수를 순환시키는 과정에서 설정온도까지 가열하여 헹굼수 탱크(140)에 공급할 수 있다.
제1 서브 열교환기(182)에서 열교환된 직수는 제2 서브 열교환기(183)에서 열교환이 이루어져 높은 온도의 온수를 헹굼수 탱크로 공급하거나 온수 사용을 필요로 하는 사용자에게 공급 할 수 있다.
제2 서브 열교환기(183)에서 열교환되는 직수는 출탕 온도를 기준으로 물의 양을 제어하여 출탕 되는 온수의 온도가 낮아지면 유량을 줄여 출탕 온도를 올리고 출탕 온도가 높으면 제2 서브 열교환기(183)에 급수를 공급하여 출탕 되는 온수와 제2 서브 열교환기(183)에 연결된 직수를 이용하여 설정온도를 맞출 수 있다. 어느 경우 이거나 외부 급수 유로를 통한 급수 및 직수 유로를 통한 직수의 공급이 있으면 출탕 온수에 더해져 출수되는 유량 증가로 충분한 유량이 확보되어 사용자가 온수로 쓸 수 있는 물의 양이 많아질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기의 온수 공급 시스템을 헹굼수 출탕 온수 제어와 사용자 출탕 온수 제어와 구분하여 설명하면 다음과 같다.
헹굼수 출탕 온수 제어(A)
입력부(310)에서 식기세척기 운전 키를 작동시키면 식기세척기 운전이 시작되고 헹굼수 탱크(140)에 설정온도에 맞추어 출탕 온수를 공급할 수 있다.
출탕 온수의 온도와 직수의 공급 시기 및 판단 그리고 순환 유로의 개폐 제어는 현재 출탕 온수의 온도와 헹굼수 탱크(140)의 수위에 따라 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면 헹굼수 탱크(140)의 수위기 제어부에 설정된 기준값이하이면 수전자변(106a)을 열어 설정된 기준값 수위에 도달할 때까지 직수를 헹굼수 탱크(140)에 채우고 순환 펌프(160)를 가동시키면 헹굼수 탱크의 직수는 순환 유로(103)를 따라 제2 서브 열교환기(103)와 메인 열교환기(180)를 거치면서 2차 및 3차 열교환되면서 목표로 하는 헹굼 수온에 도달하고, 연속적으로 바이메탈 밸브(102)가 열려져 헹굼수 탱크(140)로 출탕 온수를 공급한다.
이 상태에서 헹굼 펌프(170)가 가동되면 헹굼수 탱크(140)의 온수가 헹굼수 유로(108)를 따라 헹굼 노즐로 공급 식기세척수로 사용된다. 연속적으로 사용되어 배수되는 헹굼수의 유량은 헹굼탱크 수위검지센서(101b)에 의해 검지되어 수전자변(106a)을 열고 배수량에 상응하는 직수가 헹굼수 탱크(140)로 공급된다.
사용자 출탕 온수 제어(B)
입력부(310)에서 사용자가 온수 선택 키를 작동시켜서 식기세척 이외의 용도로 사용할 수 있는 온수를 설정온도에 맞추어 취수할 수 있다.
출탕 온수와 직수의 혼합 시기 및 판단 그리고 유로 제어는 현재 출탕 온수의 온도에 따라 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면 출탕 온수 유로(104)에 설치된 출탕온도 검지센서(101d), 급수 유로(105)에 설치된 급수온도검지센서(101e), 출탕 온수 유로(104)에 설치된 출탕수량검지센서(101f)에 의해 검지 되는 출탕 온수의 온도 및 수량 검지 신호에 따라 제어부(300)를 통해 출탕 온수의 온도를 통합 제어로 조절하여 식기세척기 사용자 선택에 따라 식기세척 이와의 용도로 사용 가능한 온수를 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 식기세척기의 온수 공급 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
식기세척기에서 헹굼수 출탕 온수와 사용자 출탕 온수의 통합 제어는, 헹굼수 탱크(140)의 수위가 검지되고 제어부의 MCU(340)에 설정된 수위 기준값과 비교되는 헹굼 수위 판단 단계, 제1 서브 열교환기(182)를 경유하여 제2 서브 열교환기(183)에서 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도가 설정온도 기준값과 비교되는 단계, 헹굼수 탱크(140)의 현재 수위 판단 결과에 따라 헹굼수 탱크(140)에 대한 직수 공급이 결정되고 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도 비교결과에 따라 사용자 출탕 온수의 온도가 결정되는 유로 제어 단계로 제어될 수 있다.
식기세척기에서 상기 헹굼수 출탕 온수와 사용자 출탕 온수의 통합 제어의 헹굼 수위 판단 단계에서는, 제1 서브 열교환기(182)를 거친 직수의 공급 후 수위검지센서(101b)를 통해 헹굼수 탱크(140)의 수위가 검지되는 단계, 헹굼수 탱크(140)의 헹굼수 수위가 낮아지면 제1 서브 열교환기(182)와 헹굼수 탱크(140)를 연결하는 직수 유로(106)를 여는 단계, 수위가 높아지면 유로를 닫아 직수 공급을 대기시키는 단계로 제어될 수 있다.
식기세척기에서 상기 헹굼수 출탕 온수와 사용자 출탕 온수의 통합 제어의 제2 서브 열교환기에서 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도가 설정온도 기준값과 비교되는 단계에서는, 제2 서브 열교환기(183)의 출탕 온수 유로(104)를 유동하는 출탕 온수의 온도를 검지하고 설정온도 기준값과 비교 판단되는 단계, 판단결과 설정온도 기준값 이상이면 바이패스시켜 급수 유로(105)를 열어 직수가 급수되는 단계, 판단결과 설정온도 기준값 이하이면 출탕 온수 유로(104)가 열려 온수가 출탕되는 단계로 제어될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기의 온수 공급 제어 방법을 헹굼수 온수 출탕 제어와 사용자 출탕 온수 제어로 구분하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
헹굼수 온수 출탕 제어의 예를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 헹굼수 온수 출탕 제어 루틴의 예시이다.
헹굼수 온수 출탕 제어(A)
입력부(310)에 식기세척기 운전이 입력되면(S410), 헹굼수 탱크에 있는 수위검지센서(101b)에 의해 수위가 검지되고(S411), 검지된 신호는 제어부(300)의 헹굼수 온도 및 수위 검지부(320)에 입력되어 제어부의 MCU(340)에 설정된 기준 수위 설정값과 비교 판단된다(S412).
상기 S412 단계에서의 판단결과, 기준 수위 설정값 이하인 것으로 판단되면 MCU의 유로 개폐 제어부(350)에서 밸브 제어 신호가 출력되어 수전자변(106a)을 개방하여 직수를 헹굼수 탱크(140)에 공급한다(S413). 헹굼수 탱크로 공급되는 직수는 기준 수위에 도달될 때까지 채워질 수 있다.
상기 S412 단계에서의 판단결과, 기준 수위 설정값 이상인 것으로 판단되면, 제어부(300)의 펌프제어부(360)는 순환 펌프(160)를 구동시키고 순환 유로(103)를 개방하여 헹굼수 탱크 내에 있는 물을 순환 시킨다(S416). 여기서, 순환이 시작되는 물은 제1 서브 열교환기(182)에 의한 1차 열교환된 직수이거나 헹굼수 탱크에 사전에 저장된 물일 수 있다.
이하에서는 제1 서브 열교환기(182)를 거쳐 1차 열교환된 직수를 기준으로 한다.
상기 S413 단계에서 직수는 제1 서브 열교환기(182)를 경유하면서 1차 열교환 과정을 거쳐 헹굼수 탱크로 공급된다(S414).
상기 S414 단계를 거치면서 헹굼수 탱크(140)에 유입되는 1차 열교환 직수는 제어부의 MCU(340)에 설정된 기준값과 헹굼수 탱크의 현재 수위가 제어부에 의해 비교 판단된다(S415).
상기 S415 단계에서의 판단결과, 기준 수위 설정값에 도달된 것으로 판단되면, 제어부(300)의 펌프제어부(360)는 순환 펌프(160)를 구동시키고 순환 유로(103)를 개방하여 헹굼수 탱크 내에 있는 물을 순환 유로(103)를 따라 순환시킨다(S416).
상기 S416 단계에서 순환 유로(103)를 따라 유동 되는 1차 열교환 직수는 순환 펌프(160)의 펌핑력으로 제2 서브 열교환기(183)와 메인 열교환기(180)를 차례로 거치면서 열교환을 마친다(S417~S418).
상기 S417~S418 단계에서 열교환을 마친 직수는 헹굼 수온에 도달하는 온수로 바뀌어 순환 유로(103)를 통해 출탕, 헹굼수 탱크(140)에 온수로 공급된다(S419).
계속해서 헹굼수 탱크(140)에 공급되어 채워지는 출탕 온수의 수량은 제어부의 MCU(340)에 설정된 기준 수위 설정값과 비교 판단된다(S420).
상기 S420 단계에서의 판단결과, 기준 수위 설정값에 도달된 것으로 판단되면, 제어부(300)의 펌프제어부(360)는 순환 펌프(160)의 구동을 정지시키고 식기세척기의 운전을 대기상태로 유지하거나 종료시킨다(S421).
상기 S420 단계에서의 판단결과, 기준 수위 설정값에 도달되지 않은 것으로 판단되면, 제어부에서는 수전자변(106a)을 개방, 직수 유로(106)를 통해 직수 공급이 수행되는 상기 S413 단계로 되돌아가 직수 공급을 지속시키고, 그 이후에는 상기 S414~419 단계로 직수 공급과 온수 순환이 제어된다.
전술된 바와 같은 상기 S410 내지 S421 단계로 수행되는 출탕 온수의 제어는 헹굼수 온수 출탕 제어 루틴의 예로서 헹굼 펌프(170) 구동에 의한 헹굼수의 반출 조건은 본 발명과 직접 관련이 없으므로 생략되었다.
사용자 출탕 온수 제어의 예를 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 온수 출탕 제어 루틴의 예시이다.
사용자 출탕 온수 제어(B)
입력부(310)에 식기세척기 사용자가 온수 취수를 위해 온수 선택 신호가 제어부의 MCU(340)에 입력되면(S510), 제어부(300)의 유로개폐 제어부(350)는 직수 유로(106)를 열고, 유로 개방에 의해 직수 공급이 시작된다(S511).
직수 유로(106)를 따라 공급되는 직수는 초기 시점에서 제1 서브 열교환기(182)를 거치면서 1차 열교환 된다(S512).
이어서, 제어부(300)의 유로개폐 제어부(350)의 제어 신호에 의해 바이패스 유로(107)가 열린다(S513). 이로 인해 직수 유로(106)를 유동하는 직수의 전부(수전자변(106a) 닫힘 조건), 또는 일부(수전자변(106a) 열린 조건)는 바이패스 유로(107)를 따라 유동된다.
상기 S513 단계에서 바이패스 유로(107)에 유동되는 직수는 제2 서브 열교환기(183)를 거치게 된다(S514). 이렇게 2차 열교환된 직수는 온수로 생성되어 출탕 온수 상태로 대기될 수 있다(S515).
상기 S515 단계에서 출탕 온수 상태로 대기 되는 온수의 수온은 출탕온도 검지센서(101d)에 의해 검지되고 그 검지 신호는 제어부(300)의 출탕 온수 온도 및 수량 검지부(330)를 통해 MCU(340)로 입력되어, 제어부의 MCU(340)에 설정된 설정온도 기준값과 비교 판단된다(S516).
상기 S516 단계에서의 판단결과, 제어부에 설정된 설정온도 기준값 이상인 것으로 판단되면, MCU(340)의 유로 개폐 제어부(350)에서 밸브 제어 신호가 출력되어 급수 유로(105)가 개방된다(S517).
상기 S517 단계에서 급수 유로(105)를 따라 유입되는 물은 직수이거나 또는 세라믹 히터(101d) 등의 예열 수단을 통해 예열을 거친 직수일 수 있다(여기서 직수 수온은 급수온도검지센서(101e)에 의해 검지되어 제어부로 입력될 수 있다). 이렇게 급수 유로(105)를 통해 유입되는 직수는 S515 단계에서 출탕 온수 상태로 대기 되는 출탕 온수와 혼합시킨다(S518).
상기 S518 단계에서 출탕 온수와 혼합되어 최종적으로 조절된 온수의 온도는 제어부에 설정된 설정온도 기준값과 비교 판단된다(S519).
상기 S519 단계에서의 판단결과, 설정온도 기준값 이하인 것으로 판단되면, 사용자에게 설정된 온도 기준값에 해당하는 온수를 공급 취수할 수 있도록 제어된다(S521).
상기 S515 단계에서 출탕 온수 상태로 대기 되는 온수의 수온이 제어부에 설정된 설정온도 기준값과 비교 판단되고(S516), 판단결과, 설정온도 기준값이하이면, 출탕 온수 유로(104)를 개방하여 사용자로부터 요청되는 온수로 공급될 수 있다(S520~S521).
상기 S519 단계에서의 판단결과, 설정온도 기준값 이상인 것으로 판단되면, 개방된 급수 유로(105)의 열림 상태를 지속시키고(S517), 2차 열교환을 마친 출탕 온수에 대한 직수의 혼합량을 설정온도 기준값 이하에 이를 때까지 지속시켜 설정온도 기준값 이하로 체크될 수 있도록 출탕 온수의 수온이 제어될 수 있다(S518~S519).
또 다르게는, 사용자 출탕 온수 제어에서는, 급수 유로를 통해 유입되는 직수 온도와 출탕 온수 유로로 출수 되는 출수 온도를 각각 측정하여 출수 온도가 설정온도 기준값에 비해 낮을 경우 출수 되는 직수의 유량을 줄여 목표 온도에 도달되도록 제어될 수도 있다.
또 다르게는, 사용자 출탕 온수 제어에서는, 제2 서브 열교환기에서 열교환되는 직수는 출탕 온도를 기준으로 물의 양을 제어하여 출탕 되는 온수의 온도가 낮아지면 유량을 줄여 출탕 온도를 올리고 출탕 온도가 높으면 제2 서브 열교환기에 급수를 공급하여 출탕 되는 온수와 제2 서브 열교환기에 연결된 직수를 이용하여 설정온도를 맞출 수 있도록 제어될 수도 있다.
어느 경우이거나 외부 급수 유로를 통한 급수 및 직수 유로를 통한 직수의 공급이 있으면 출탕 온수에 더해져 출수되는 유량 증가로 충분한 유량이 확보되어 온수로 쓸 수 있는 물의 양이 증가될 수 있다.
상술된 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 식기세척기의 온수 공급 시스템 및 그 제어 방법에 의하면 식기세척기의 세척효율을 위해 직수를 데워 일정 온도에 도달하도록 하는데 있어서 낮은 온도의 직수를 공급시 가열시간이 오래 걸리게 되는 문제를 개선할 수 있다.
헹굼수 탱크에 공급되는 직수의 온도를 열교환을 통해 상승시켜 공급함으로써 식기세척기에서 세척효율을 얻기 위해 요구되는 온수 온도에 빠르게 도달하여 세척효율을 높이고 헹굼수 탱크내 온도 불균형으로 헹굼수 탱크의 상하 온도가 달라져 차가운 물이 공급되는 문제를 개선할 수 있다.
외부 급수 유로를 통한 급수 또는 직수 유로를 통한 직수가 출탕 온수에 더해져 출탕되는 온수의 유량을 증가시킬 수 있으므로 충분한 온수를 사용자에게 제공하여 식기세척기의 온수 공급 성능을 개선할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면으로 나타낸 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 식기세척기
101a: 헹굼 탱크 온도검지센서 101b: 헹굼 탱크 수위검지센서
101c: 순환수 출탕온도 검지센서 101d: 출탕온도 검지센서
101e: 급수온도 검지센서 101f: 출탕수량 검지센서
101g: 세라믹 히터 102: 바이메탈 밸브
103: 순환 유로 104: 출탕 온수 유로
105: 급수 유로 106: 직수 유로
107: 바이패스 유로 108: 헹굼수 유로
106a: 수전자변 120: 헹굼 노즐
140: 헹굼수 탱크 160: 순환 펌프
180: 메인 열교환기 182: 제1 서브 열교환기
183: 제2 서브 열교환기 300: 제어부
310: 입력부
320: 헹굼수 온도 및 수위 검지부
330: 출탕 온수 온도 및 수량 검지부
340: MCU
350: 유로 개폐 제어부
360: 펌프제어부

Claims (11)

  1. 직수를 1차 열교환으로 헹굼수 탱크로 공급하는 제1 서브 열교환기;
    1차 열교환된 직수를 2차 열교환으로 온수로 출탕하거나 2차 열교환하는 제2 서브 열교환기;
    2차 열교환된 직수를 가열하여 상기 제1 서브 열교환기를 경유, 헹굼수 탱크로 온수를 공급하는 메인 열교환기; 및
    상기 1차 및 2차 열교환된 직수 또는 온수의 순환과 출탕을 제어하는 제어부를 포함하는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 서브 열교환기와 헹굼수 탱크는 직수 유로로 연결되고, 상기 직수 유로는 상기 제1 서브 열교환기를 경유하여 1차 열교환되는 직수를 온수로 출탕하는 바이패스 유로가 포함된 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 서브 열교환기에는 바이패스 유로가 경유하여 출탕 온수 유로를 통해 온수를 출탕하고, 상기 출탕 온수 유로에는 직수를 급수하는 급수 유로를 더 구비하는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 서브 열교환기에는 상기 헹굼수 탱크의 담수를 메인 열교환기로 순환시키는 순환 유로가 경유하는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 순환 유로는 헹굼수 탱크에서 시작되어, 제2 서브 열교환기, 메인 열교환기 및 제1 서브 열교환기, 그리고 종단에서 헹굼수 탱크로 출탕 온수를 공급하는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    헹굼수 탱크의 수온 및 수량을 검지하여 설정된 기준값과 비교하는 헹굼수 온도 및 수위 검지부; 제1 서브 열교환기를 경유하는 직수를 유입하여, 제2 서브 열교환기로 열교환을 마친 온수의 온도를 검지하여 설정된 기준값과 비교하는 출탕 온수 온도 및 수량 검지부; 및 헹굼수 탱크의 수위 및 출탕 온수의 온도 기준값이 설정되고, 현재의 헹굼수 수위와 출탕 온도를 기준값과 비교 결과에 따라 유로개폐제어부에 제어 신호를 출력하는 MCU를 포함하는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부의 MCU는,
    수위검지센서를 통해 헹굼수 탱크의 수위를 검지하고, 수위가 낮아지면 상기 제1 서브 열교환기와 헹굼수 탱크를 연결하는 직수 유로에 설치된 수전자변을 열어 1차로 열교환된 직수를 헹굼수 탱크로 공급하고, 수위가 높아지면 수전자변을 닫아 직수 공급을 대기시키는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부의 MCU는,
    상기 제2 서브 열교환기의 출탕 온수 유로를 유동하는 출탕 온수의 온도를 검지하여 설정온도 기준값 이상이면, 바이패스시켜 급수 유로를 열어 직수를 급수하고, 설정온도 기준값 이하이면, 출탕 온수 유로를 열어서 온수를 출탕하는 식기세척기의 온수 공급 시스템.
  9. 헹굼수 탱크의 수량이 검지되고 MCU에 설정된 기준값과 비교되는 헹굼 수위 판단 단계;
    제1 서브 열교환기를 경유하여 제2 서브 열교환기에서 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도가 설정온도 기준값과 비교되는 단계; 및
    상기 헹굼수 탱크의 현재 수위 판단 결과에 따라 헹굼수 탱크에 대한 직수 공급이 결정되고, 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도 비교결과에 따라 출탕 온수의 온도가 결정되는 유로 제어 단계;를 포함하는 식기세척기의 온수 공급 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헹굼 수위 판단 단계에서는,
    제1 서브 열교환기를 거친 직수의 공급 후 수위검지센서를 통해 헹굼수 탱크의 수위가 검지되는 단계; 수위가 낮아지면 상기 제1 서브 열교환기와 헹굼수 탱크를 연결하는 직수 유로를 여는 단계; 및 수위가 높아지면 유로를 닫아 직수 공급을 대기시키는 단계;를 더 포함하는 식기세척기의 온수 공급 제어 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 서브 열교환기에서 2차 열교환을 마친 출탕 온수의 온도가 설정온도 기준값과 비교되는 단계에서는,
    상기 제2 서브 열교환기의 출탕 온수 유로의 출탕 온수의 온도를 검지하고 설정온도 기준값과 비교 판단되는 단계; 판단결과 설정온도 기준값 이상이면, 급수 유로를 설정온도 기준값과 출탕 온수의 온도와의 차이값에 대응되게 열어 직수가 급수되는 단계; 및 판단결과 설정온도 기준값 이하이면, 출탕 온수 유로를 열어 온수가 출탕 되는 단계를 포함하는 식기세척기의 온수 공급 제어 방법.
KR1020160161493A 2016-11-30 2016-11-30 식기세척기의 온수 공급 시스템 및 제어 방법 KR101823960B1 (ko)

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