KR101987293B1 - 온수 공급장치 및 그 제어방법 - Google Patents

온수 공급장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온수 사용 여부에 따라 온수 탱크에 연결되는 유입관 및 유출관의 유로를 개폐하여 온수 탱크의 내부 압력의 상승을 방지함으로써, 사용 안전성을 향상시키고, 사용 수명을 연장시킬 수 있는 온수 공급장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 온수 공급장치는, 온수를 저장하는 온수 탱크와, 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터와, 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 온수 탱크에 연결되는 유입관과, 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 온수 탱크에 연결되는 유출관과, 유출관을 통한 온수의 유동을 검출하는 유수 검출기와, 유입관의 유로를 개폐하는 유입 조절밸브와, 유출관의 유로를 개폐하는 유출 조절밸브와, 유수 검출기로부터 검출 신호를 수신하고 유수 검출기의 검출 신호에 따라 유입 조절밸브 및 유출 조절밸브를 제어하는 제어부를 포함한다. 제어부는 유출관을 통한 온수 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 유입관의 유로 및 유출관의 유로를 차단하도록 유입 조절밸브 및 유출 조절밸브를 제어한다.

Description

온수 공급장치 및 그 제어방법{HOT WATER SUPPLY APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 온수 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급수 유입에 따른 온수 탱크 내부의 과도한 압력 상승을 방지하여 사용 안전성을 높일 수 있는 온수 공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
전기 보일러나 온수기는 상수를 가열하여 만들어지는 온수를 공급하는 온수 공급장치를 갖는다. 온수 공급장치에서 생성되는 온수는 난방배관을 순환하는 난방수로 사용되거나, 일상 생활용 온수로 사용될 수 있다.
일반적으로, 온수 공급장치는 열원에 따라 전기식과 가스식으로 나뉠 수 있다. 가스식의 경우 특성상 철저한 설치규정 때문에 개인 설치는 불가하며, 전기식의 경우엔 개인 설치가 상대적으로 용이하다.
전기를 이용하여 물을 가열하는 방식은 가스식과는 달리 일산화탄소가 생성되지 않아 설치 위치의 제약이 적다. 전기식 온수 공급장치는 순간 가열식과, 저장식으로 구분될 수 있다. 순간 가열식은 가스식처럼 상수를 공급받는 즉시 가열해서 내보내주는 방식으로, 전기 소모량이 많음에도 온수 생산량이 비교적 적은 단점이 있다. 저장식은 미리 온수를 만들어 탱크에 저장해 두었다가 쓰는 방식으로, 순간 가열식에 비해 전기 소모량이 적다.
저장식 온수 공급장치의 경우, 온수가 저장되는 탱크와, 온수를 설정된 온도에 도달하도록 가열하기 위해 탱크의 내측에 설치되는 히터와, 히터를 제어하는 제어부를 포함한다. 탱크에는 유입관과, 유출관과, 배수관이 연결된다. 유입관을 통해 탱크 내부로 물이 유입되고, 유출관을 통해 온수가 배출된다. 배수관에는 안전밸브가 설치되며, 탱크 내부의 압력이 설정 압력 이상 상승할 때 안전밸브가 개방되어 배수관을 통해 온수를 배수시킴으로써 탱크 내부 압력을 적절 수준으로 유지시킬 수 있다.
그런데 종래의 온수 공급장치는 유출관을 통해 온수가 배출되지 않는 상황에서 히터에 의한 온수의 온도 상승에 따른 압력 상승과 더불어, 유입관을 통해 공급되는 물의 수압이 더해져 탱크 내부의 압력이 과도하게 상승하는 문제가 발생하게 된다. 탱크 내부의 과도한 압력 상승은 탱크와 배관의 연결부위나 배관 부품의 손상을 유발하게 된다. 또한, 유입되는 물의 압력이 크면 고가의 안전밸브를 사용해야 하는 등 설치 비용이 증가하는 문제가 있다.
공개특허공보 제2011-0080800호(2011. 07. 13)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온수 사용 여부에 따라 온수 탱크에 연결되는 유입관 및 유출관의 유로를 개폐하여 온수 탱크의 내부 압력의 상승을 방지함으로써, 사용 안전성을 향상시키고, 온수 탱크의 사용 수명을 연장시킬 수 있는 온수 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 온수 공급장치는, 온수를 저장하는 온수 탱크; 상기 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터; 상기 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관; 상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유출관; 상기 유출관을 통한 온수의 유동을 검출하는 유수 검출기; 상기 유입관의 유로를 개폐하는 유입 조절밸브; 상기 유출관의 유로를 개폐하는 유출 조절밸브; 및 상기 유수 검출기로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 유수 검출기의 검출 신호에 따라 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하되, 상기 유출관을 통한 온수 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 배수관; 상기 배수관의 유로를 개폐하되, 상기 온수 탱크의 내부 압력이 사전 설정된 압력 이상으로 상승할 때 상기 온수 탱크의 내부 압력에 의해 상기 배수관의 유로를 자동 개방하여 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 배수시키는 안전밸브; 상기 배수관을 통해 배수되는 온수가 유입될 수 있도록 상기 배수관과 연결되어 상기 유출관보다 높게 배치되는 보조 탱크; 및 상기 보조 탱크에 저장되는 온수를 상기 유출관으로 가이드할 수 있도록 상기 보조 탱크와 상기 유출관을 연결하는 연결관;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 상기 보조 탱크에 저장되는 온수의 수위를 검출하고 검출 신호를 상기 제어부에 송신하는 수위 센서;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로가 차단된 상태에서 상기 유출관을 통한 온수 유동이 발생하는 것으로 검출되는 경우, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 일시적으로 차단된 상태로 유지시켜 상기 보조 탱크에 저장된 온수가 먼저 상기 유출관으로 배출되도록 하고, 상기 수위 센서에 의해 상기 보조 탱크에 저장된 온수의 수위가 사전 설정된 수준 미만으로 낮아진 것으로 감지될 때, 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 개방하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 유출관을 통해 배출되는 온수의 배출 유량(Qd)이 사전 설정된 기준 유량(Qc) 미만으로 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때, 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 상기 유출관을 통해 배출되는 온수의 배출 유량(Qd)이 사전 설정된 기준 유량(Qc) 미만으로 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때, 경고 신호를 외부로 송신하는 통신부;를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 온수 공급장치의 제어방법은, (a) 온수가 배출될 수 있도록 온수 탱크에 연결되는 유출관을 통한 온수의 유동을 유수 검출기로 검출하는 단계; (b) 상기 유출관을 통한 온수의 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 물 공급을 위해 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관 및 상기 유출관의 유로를 상기 유입관에 연결되는 유입 조절밸브 및 상기 유출관에 연결되는 유출 조절밸브를 이용하여 차단하는 단계; (c) 상기 유출관을 통한 온수의 유동이 있는 것으로 검출되는 경우, 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)과 사전 설정된 기준 유량(Qc)을 비교하는 단계; (d) 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 이상이면 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 개방하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 단계; 및 (e) 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만이면 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 단계;를 포함한다.
상기 (e) 단계에서, 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만인 경우, 상기 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만으로 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 차단할 수 있다.
상기 (e) 단계에서, 상기 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만으로 상기 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때, 외부로 경고 신호를 송신할 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는 유수 검출기를 이용하여 유출관을 통한 온수의 유동을 검출하고, 유출관을 통해 온수가 유동하지 않을 때 유입관 및 유출관의 유로를 차단함으로써, 온수 탱크 내부의 과도한 압력 상승을 막을 수 있다. 따라서, 온수 탱크 내부의 과도한 압력 상승으로 온수 탱크와 다른 부품 간의 연결부위나, 온수를 가이드하는 배관 부품이 파손되는 문제를 방지할 수 있고, 더욱 안전한 운전이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 온수 공급장치는 온수 탱크 내부의 압력 상승을 줄여줌으로써, 저사양의 안전밸브를 온수 탱크에 연결하여 온수 탱크의 압력 상승에 대비할 수 있다. 따라서, 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 온수 공급장치는 유수 검출기를 통해 유출관을 통한 누수를 검출하고, 누수 발생 시 유입 조절밸브와 유출 조절밸브로 유입관과 유출관의 유로를 차단함으로써, 누수로 인한 문제를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 온수 공급장치는 제조 시 로봇 자동화 시스템에 의한 TIG 용접 방법이 적용됨으로써, 용접으로 인한 불량을 줄일 수 있고, 수명 연장 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 온수 공급장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 온수(W)를 저장하는 온수 탱크(110)와, 온수 탱크(110)에 저장되는 온수(W)를 가열하는 히터(112)와, 온수 탱크(110)의 내측으로 물을 유입시키기 위한 유입관(114)과, 온수 탱크(110)로부터 온수(W)를 배출시키기 위한 유출관(116)과, 유입관(114)에 연결되는 유입 조절밸브(120)와, 유출관(116)에 연결되는 유출 조절밸브(122)와, 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동을 검출하는 유수 검출기(124)와, 히터(112)와 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어하는 제어모듈(142)을 포함한다. 이러한 온수 공급장치(100)는 보일러나 온수기에 적용될 수 있다. 본 실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동을 검출하고, 유출관(116)을 통해 온수(W)가 유동하지 않을 때 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 차단함으로써, 온수 탱크(110) 내부의 과도한 압력 상승을 방지할 수 있다.
온수 탱크(110)는 일정량의 온수(W)를 저장한다. 온수 탱크(110)는 저장되어 있는 온수(W)를 보온할 수 있는 단일벽 구조, 이중벽 구조 등 다양한 구조를 취할 수 있다.
히터(112)는 온수 탱크(110)의 내부에 배치되어 온수 탱크(110)에 저장된 온수(W)를 가열한다. 히터(112)는 온수 탱크(110)로 유입되는 물을 신속하게 가열할 수 있도록 온수 탱크(110)의 하측에 유입관(114) 연결 부위에 가까이 배치된다. 히터(112)에 의해 가열되는 온수(W)는 대류 현상에 의해 온수 탱크(110) 상측의 유출관(116) 연결 부위로 상승하게 된다. 따라서, 상대적으로 온도가 높은 온수 탱크(110) 상측의 온수(W)가 먼저 유출관(116)을 통해 온수 탱크(110)에서 배출될 수 있다.
히터(112)는 전기에너지를 이용하는 것 등 발열 기능을 갖는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있으며, 온수 탱크(110)에 저장된 온수(W)를 가열할 수 있도록 다양한 위치에 설치될 수 있다. 히터(112)는 제어모듈(142)에 의해 제어되어 온수 탱크(110)에 저장된 온수(W)를 사전 설정된 온도까지 가열할 수 있다. 여기에서, 사전 설정된 온도는 사용자 선택 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
유입관(114)은 온수 탱크(110)의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 온수 탱크(110)의 상대적으로 하측으로 치우친 일측에 연결된다. 온수 공급장치(100)가 보일러로 이용되는 경우, 유입관(114)은 난방 시스템의 온수 환수헤더에 연결될 수 있다. 온수 공급장치(100)가 온수기로 이용되는 경우, 유입관(114)은 상수관과 연결될 수 있다.
유출관(116)은 온수 탱크(110)로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 히터(112) 및 유입관(114)보다 높은 위치에서 온수 탱크(110)에 연결된다. 유출관(116)은 온수 탱크(110)의 상대적으로 상측 부위에 연결됨으로써, 히터(112)에 의해 가열되어 상승한 온수(W)를 배출시킨다. 온수 공급장치(100)가 보일러로 이용되는 경우, 유출관(116)은 난방 시스템의 온수 공급헤더에 연결될 수 있다. 온수 공급장치(100)가 온수기로 이용되는 경우, 유출관(116)은 수전이나 샤워기와 연결될 수 있다.
유입관(114)에는 감압 밸브(118)와 유입 조절밸브(120)가 설치된다. 감압 밸브(118)는 유입관(114)으로 유입되는 물의 압력을 감압시키는 역할을 한다. 감압 밸브(118)의 감압 작용으로, 유입관(114)을 통해 공급되는 공급수의 불균일한 압력이 적절하게 감압되어 온수 탱크(110) 내부로 전달될 수 있다. 유입 조절밸브(120)는 유수 검출기(124)의 검출 신호에 따라 유입관(114) 내측의 유로를 개폐한다. 즉, 유입 조절밸브(120)는 유출관(116)을 통한 온수 유동이 없는 것으로 검출되는 경우 유입관(114)의 유로를 차단하게 된다.
온수 탱크(110)로부터 온수(W)가 배출되지 않는 상황에서 유입관(114)의 유로가 개방되어 있으면 유입관(114)으로 공급되는 공급수의 압력이 온수 탱크(110)의 내부로 전달됨으로써 온수 탱크(110) 내부의 압력이 커지게 된다. 더욱이, 온수 탱크(110)의 내부에서 히터(112)에 의해 가열되는 물은 부피가 팽창하면서 온수 탱크(110) 내부의 압력을 상승시키므로, 공급수에 의한 압력이 더해지면 온수 탱크(110) 내부의 압력이 과도하게 상승할 수 있다. 이 경우, 온수 탱크(110)와 다른 부품 간의 연결부위나, 온수를 가이드하는 배관 부품이 파손될 수 있다. 유입 조절밸브(120)는 온수 탱크(110)에서 온수(W)가 배출되지 않을 때, 유입관(114)의 유로를 차단하여 공급수의 압력이 온수 탱크(110) 내부로 전달되지 않게 함으로써, 그러한 문제를 줄일 수 있다. 유입 조절밸브(120)로는 솔레노이드 밸브 등 제어모듈(142)의 제어 신호에 따라 자동 제어될 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
유출관(116)에는 유출 조절밸브(122)와 유수 검출기(124)가 연결된다. 유출 조절밸브(122)는 유수 검출기(124)의 검출 신호에 따라 유출관(116) 내측의 유로를 개폐한다. 즉, 유출 조절밸브(122)는 유출관(116)을 통한 온수 유동이 없는 것으로 검출되는 경우 유출관(116)의 유로를 차단하게 된다. 온수 탱크(110)로부터 온수(W)가 배출되지 않는 상황에서 유출관(116)의 유로가 개방되어 있으면, 유출관(116)의 내부를 채우고 있는 온수(W)의 수압이 온수 탱크(110)의 내부로 전달되어 온수 탱크(110)의 내부 압력을 상승시킬 수 있다. 유출 조절밸브(122)는 온수 탱크(110)에서 온수(W)가 배출되지 않을 때, 유출관(116)의 유로를 차단하여 유출관(116)의 내부의 수압이 온수 탱크(110) 내부로 전달되지 않게 한다. 유입 조절밸브(120)와 마찬가지로, 유출 조절밸브(122)로는 솔레노이드 밸브 등 제어모듈(142)의 제어 신호에 따라 자동 제어될 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
유수 검출기(124)는 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동을 검출하여 검출 신호를 제어모듈(142)에 송신한다. 유수 검출기(124)는 유출관(116)에 결합되어 유출관(116) 내부의 유로를 통한 온수(W)의 유동을 검출하여 검출 신호를 발생할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 예를 들어, 유수 검출기(124)는 유출관(116)의 유로를 통한 온수(W)의 유동 변화를 감지하는 것이나, 온수(W)의 유량을 측정하는 것이나, 유출관(116) 내부의 압력 변화를 감지하는 것 등이 이용될 수 있다. 유수 검출기(124)가 검출하는 검출 유량(Qd)은 제어모듈(142)이 유입 조절밸브(120)나 유출 조절밸브(122)를 제어하는데 이용될 수 있다.
온수 탱크(110)로부터 온수(W)를 배출하기 위해 온수 탱크(110)에는 유출관(116) 이외에 배수관(126)이 연결된다. 배수관(126)에는 안전밸브(128)가 연결된다. 유입 조절밸브(120)와 유출 조절밸브(122)가 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 차단한 상태에서도 온수 탱크(110) 내부의 온수가 과열되는 등의 원인으로 온수 탱크(110) 내부의 압력이 과도하게 상승할 수 있다. 안전밸브(128)는 온수 탱크(110)의 내부 압력이 사전 설정된 압력 이상으로 상승할 때, 온수 탱크(110)의 내부 압력에 의해 배수관(126)의 유로를 자동으로 개방하도록 작동한다. 안전밸브(128)가 배수관(126)의 유로를 개방하면 온수 탱크(110)에 저장된 온수(W)가 배수관(126)을 통해 일정량 배출됨으로써 온수 탱크(110)의 내부 압력이 적정 수준 이하로 떨어질 수 있다. 온수 탱크(110)의 내부 압력이 적정 수준 이하로 떨어지면 안전밸브(128)는 배수관(126)의 유로를 차단하도록 작동한다.
본 발명에 따른 온수 공급장치(100)는 유입 조절밸브(120)와 유출 조절밸브(122)가 유입관(114)과 유출관(116) 내부의 수압에 의한 온수 탱크(110) 내부의 압력 상승을 줄여줌으로써, 종래에 비해 안전밸브(128)의 작동 압력 범위를 낮게 설정할 수 있다. 따라서, 저가의 안전밸브(128)를 사용하는 것이 가능하다.
도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 제어모듈(142)은 히터(112)와 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어하는 제어부(143)와, 외부와의 통신을 위한 통신부(144)와, 데이터나 제어 알고리즘을 저장하는 저장부(145)를 포함한다. 제어부(143)는 저장부(145)에 저장된 제어 알고리즘에 근거하여 유수 검출기(124)의 검출 신호에 따라 유입 조절밸브(120)와 유출 조절밸브(122)를 제어할 수 있다.
제어모듈(142)은 통신부(144)를 통해 홈 오토메이션 시스템이나 주택 관리 시스템의 서버(148)와 통신하거나, 사용자의 휴대단말기(150)와 통신할 수 있다. 따라서, 히터(112)와 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)의 작동 상태 등에 대한 정보가 서버(148)나 사용자의 휴대단말기(150)로 전달될 수 있다. 또한, 서버(148)나 사용자의 휴대단말기(150)로부터 입력 신호가 제어모듈(142)로 전달되고, 그 제어 신호에 따라 히터(112)와 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)가 제어될 수도 있다.
기본적으로, 제어모듈(142)은 유수 검출기(124)로부터 검출 신호를 수신하면서 유출관(116)을 따라 온수가 유동하지 않는 것으로 검출된 경우, 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로가 차단되도록 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어한다. 이것은 사용자에 의한 정상적인 온수 사용을 전제로 한 것인데, 정상적인 온수 사용 이외에도 유출관(116)을 따른 온수의 유동이 검출될 수 있다.
예를 들어, 유출관(116) 측 배관의 파손 등의 원인으로 유출관(116)을 통해 온수의 누출이 발생하면, 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동이 검출될 수 있다. 이 경우, 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로가 개방된 상태로 유지되면 온수가 낭비되고, 히터(112) 작동에 따른 에너지 낭비가 초래되며, 온수 누출로 인한 이차적인 피해가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 줄이기 위해 본 실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 유출관(116)을 통한 누수를 검출하고, 누수 발생 시 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 차단함으로써 누수로 인한 문제를 줄일 수 있다. 누수 문제를 줄이기 위한 본 실시예에 따른 온수 공급장치(100)의 구체적인 제어방법을 도 3을 참조하면 다음과 같다.
먼저, 유수 검출기(124)가 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동을 검출하고 검출 신호를 제어모듈(142)에 송신한다(S11). 제어모듈(142)은 유수 검출기(124)로부터 검출 신호를 수신하면서 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동이 검출되는지 확인하고(S12), 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 차단하도록 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어한다(S13). 반면, 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동이 발생하는 것으로 검출되는 경우, 제어모듈(142)은 유출관(116)을 통한 온수(W)의 배출 유량(Qd)과 사전 설정된 기준 유량(Qc)을 비교하고(S14), 온수(W)의 배출 유량(Qd)이 기준 유량(Qc) 이상이면 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 개방하도록 유입 조절밸브(120)와 유출 조절밸브(122)를 제어한다(S15).
한편, 유출관(116)을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 기준 유량(Qc) 미만인 경우, 제어모듈(142)은 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동 시간(Tp)을 확인하고, 온수(W)의 유동 시간(Tp)을 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc)과 비교한다(S16). 그리고 온수(W)가 기준 유량(Qc) 미만으로 유동한 유동 시간(Tp)이 기준 경과 시간(Tc)을 경과하지 않은 경우, 제어모듈(142)은 유입 조절밸브(120)나 유출 조절밸브(122)를 작동 변화시키지 않고 계속적으로 유출관(116)을 통한 유량의 변화가 발생하는지 확인한다(S12). 반면, 온수의 배출 유량(Qd)이 기준 유량(Qc) 미만으로 유지된 유동 시간(Tp)이 기준 경과 시간(Tc)에 도달하는 경우, 제어모듈(142)은 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 차단하도록 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어한다(S17).
유출관(116)을 따라 유동하는 온수(W)의 배출 유량(Qd)이 기준 유량(Qc) 미만인 경우는 소량이 온수(W)가 사용되거나, 유출관(116)을 통해 누수가 발생한 경우로 볼 수 있다. 사용자가 소량의 온수(W)를 사용하는 경우 온수(W)의 유동 시간(Tp)이 상대적으로 짧게 나타나고, 누수가 발생한 경우 온수(W)의 유동 시간(Tp)이 상대적으로 길게 나타나는 것이 일반적이다. 따라서, 제어모듈(142)은 유출관(116)을 통한 배출 유량(Qd)이 기준 유량(Qc) 미만인 경우, 온수(W)의 유동 시간(Tp)을 감안하여 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어함으로써, 누수가 발생한 경우에 한해 유입관(114)과 유출관(116)의 유로를 차단하여 누수로 인한 문제를 줄일 수 있다.
여기에서, 온수의 기준 유량(Qc)은 유입관(114)과 유출관(116)의 유로가 개방된 상태에서든 차단된 상태에서든 정상적인 온수 사용 시 유출관(116)을 통해 유동하는 적절한 유량으로 설정될 수 있다. 그리고 기준 경과 시간(Tc)은 정상 상태에서의 통상적인 온수 사용 시간으로서 적절하게 설정될 수 있다.
한편, 누수가 발생하여 유입관(114)과 유출관(116)의 유로를 차단한 경우, 제어모듈(142)은 사용자에게 누수 발생 상황을 알릴 수 있다. 즉, 누수 발생 시, 제어모듈(142)은 알람부(152)를 통해 알람 신호를 발생하고, 통신부(144)를 통해 서버(148)나 사용자의 휴대단말기(150)로 경고 신호를 송신함으로써(S18), 사용자가 신속하게 누수 문제를 해결하기 위한 적절한 조치를 취하도록 할 수 있다. 알람부(152)는 부저나, 경고 램프 등 사용자의 감각적 인지를 가능하게 하는 다양한 형태를 취할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 유수 검출기(124)를 이용하여 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동을 검출하고, 유출관(116)을 통해 온수(W)가 유동하지 않을 때 유입관(114) 및 유출관(116)의 유로를 차단함으로써, 온수 탱크(110) 내부의 과도한 압력 상승을 막을 수 있다. 따라서, 온수 탱크(110) 내부의 과도한 압력 상승으로 온수 탱크(110)와 다른 부품 간의 연결부위나, 온수(W)를 가이드하는 배관 부품이 파손되는 문제를 방지할 수 있고, 더욱 안전한 운전이 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 유수 검출기(124)를 통해 유출관(116)을 통한 누수를 검출하고, 누수 발생 시 유입 조절밸브(120)와 유출 조절밸브(122)로 유입관(114)과 유출관(116)의 유로를 차단함으로써, 누수로 인한 문제를 줄일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 온수 공급장치(100)는 온수의 누수를 방지하고 온수 탱크(110) 등의 수명 연장을 위해 로봇 자동화 시스템에 의한 TIG 용접 방법으로 제조될 수 있다. 즉, 제조 시 온수 탱크(110)와 온수 탱크(110)의 배관 연결 부위가 로봇 자동화 시스템에 의한 TIG 용접 방법으로 용접될 수 있다.
종래에는 작업자의 수작업을 통해 온수 탱크(110)에 대한 용접이 이루어졌다. 이러한 수작업에 의한 용접 방법은 용접 중 작업자의 맥박, 호흡, 용접 속도 불일치 등으로 인하여 용접 부위이 용착이 일정하지 않아 용접 부위에 결함이 생기고, 용접 불량으로 이어져 제품 수명에 문제가 생기기 쉬웠다.
본 발명은 로봇 자동화 시스템에 의한 TIG 용접 방법을 적용함으로써, 일정한 용접 속도, 일정한 토치 각도, 일정한 용접 전류로 용접 부위가 용접될 수 있다. 또한, 로봇 자동화 시스템에 의한 TIG 용접 방법을 적용하면, 종래에 비해 완벽한 용접이 가능하고, 용접 부위에서의 내압력이 증대된다. 따라서, 온수 공급장치(100) 제조 시 용접으로 인한 불량을 줄일 수 있고, 온수 탱크(110) 및 온수 공급장치(100)의 수명 연장 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치(200)는 온수 탱크(110)와, 온수 탱크(110)에 저장되는 온수(W)를 가열하는 히터(112)와, 온수 탱크(110)의 내측으로 물을 유입시키기 위한 유입관(114)과, 온수 탱크(110)로부터 온수(W)를 배출시키기 위한 유출관(116)과, 유입관(114)에 연결되는 유입 조절밸브(120)와, 유출관(116)에 연결되는 유출 조절밸브(122)와, 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동을 감지하는 유수 감지기(124)와, 배수관(126)을 통해 온수 탱크(110)와 온수(W)의 유동이 가능하게 연결되는 보조 탱크(130)와, 히터(112)와 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어하는 제어모듈(142)을 포함한다. 이러한 온수 공급장치(200)는 앞서 설명한 온수 공급장치(100)와 비교하여 보조 탱크(130)를 더 포함하는 것이다.
보조 탱크(130)는 배수관(126)을 통해 배수되는 온수(W)가 유입될 수 있도록 배수관(126)을 통해 온수 탱크(110)와 연결된다. 보조 탱크(130)에 저장되는 온수(W)는 연결관(132) 또는 드레인관(136)을 통해 배출될 수 있다. 도면에는 보조 탱크(130)가 온수 탱크(110)의 상측에 배치되는 것으로 나타냈으나, 보조 탱크(130)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
연결관(132)은 보조 탱크(130)와 유출관(116)을 연결한다. 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)는 연결관(132)을 통해 유출관(116)으로 유동할 수 있다. 연결관(132)에는 체크밸브(134)가 배치되며, 체크밸브(134)는 유출관(116)으로부터 온수(W)가 보조 탱크(130) 측으로 역류하지 못하게 막는 역할을 한다. 드레인관(136)은 연결관(132)보다 높은 위치에서 보조 탱크(130)에 연결된다. 보조 탱크(130)의 저장 용량 이상의 온수(W)가 보조 탱크(130)로 유입될 때, 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)가 드레인관(136)을 통해 외부로 드레인될 수 있다.
보조 탱크(130)에는 보조 히터(138)와 수위 센서(140)가 배치된다. 보조 히터(138)는 제어모듈(142)에 의해 제어되어 보조 탱크(130)로 유입되는 온수(W)를 가열한다. 수위 센서(140)는 보조 탱크(130)에 저장되는 온수(W)의 수위를 검출하고 검출 신호를 제어부(143)에 송신한다. 제어부(143)는 수위 센서(140)의 검출 신호에 따라 보조 히터(138) 제어한다. 제어부(143)는 보조 탱크(130)에 일정 수위 이상의 온수(W)가 저장되어 있는 경우에만 보조 히터(138)를 작동시킬 수 있다.
보조 탱크(130)에 저장되는 온수(W)는 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동이 발생할 때 보조 탱크(130)에서 유출관(116)으로 배출될 수 있다. 유출 조절밸브(122)가 유출관(116)의 유로를 개방한 상태에서 유출관(116)을 통한 온수(W)의 유동이 발생하는 경우, 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)보다 온수 탱크(110)에 저장된 온수(W)가 우선적으로 유출관(116)을 따라 배출되기 쉽다. 온수(W)의 드레인량을 줄이고 온수(W)를 절약하기 위해서는 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)를 우선적으로 배출하는 것이 유리하다.
이러한 점을 감안하여, 제어부(143)는 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)가 우선적으로 배출될 수 있도록 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어할 수 있다. 즉, 유입관(114)의 유로 및 유출관(116)의 유로가 차단된 상태에서 유출관(116)을 통한 온수 유동이 발생하는 것으로 감지되는 경우, 제어부(143)는 바로 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 제어하여 유입관(114)의 유로 및 유출관(116)의 유로를 개방하지 않고, 유입관(114)의 유로 및 유출관(116)의 유로를 일시적으로 차단된 상태로 유지시킨다. 이때, 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)가 유출관(116)으로 유동함으로써 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)가 먼저 사용될 수 있다.
보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)가 소모되면서 보조 탱크(130) 내의 온수 수위가 사전 설정된 수준 미만으로 낮아지면, 수위 센서(140)가 이를 검출하여 검출 신호를 제어부(143)에 송신한다. 이와 같이, 수위 센서(140)에 의해 보조 탱크(130)에 저장된 온수(W)의 수위가 사전 설정된 수준 미만으로 낮아진 것으로 감지되면, 제어부(143)가 유입 조절밸브(120) 및 유출 조절밸브(122)를 유입관(114)의 유로 및 유출관(116)의 유로를 개방하도록 제어하여 온수 탱크(110)에 저장된 온수(W)가 사용되도록 한다.
이러한 온수 공급장치(200)는 온수 탱크(110) 내부의 압력 상승으로 온수 탱크(110)에서 강제 배출되는 온수(W)가 바로 드레인되지 않고 보조 탱크(130)에 저장되었다가 다시 유출관(116)으로 유동함으로써, 작동 압력 범위가 낮은 안전밸브(128)를 사용하더라도 드레인되어 버려지는 온수(W)의 양을 줄이고, 온수(W) 낭비를 줄일 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 200 : 온수 공급장치 110 : 온수 탱크
112 : 히터 114 : 유입관
116 : 유출관 118 : 감압 밸브
120 : 유입 조절밸브 122 : 유출 조절밸브
124 : 유수 검출기 126 : 배수관
128 : 안전밸브 130 : 보조 탱크
132 : 연결관 136 : 드레인관
138 : 보조 히터 140 : 수위 센서
142 : 제어모듈 143 : 제어부
144 : 통신부 145 : 저장부
148 : 서버 150 : 휴대단말기
152 : 알람부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 온수를 저장하는 온수 탱크;
    상기 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터;
    상기 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관;
    상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유출관;
    상기 유출관을 통한 온수의 유동을 검출하는 유수 검출기;
    상기 유입관의 유로를 개폐하는 유입 조절밸브;
    상기 유출관의 유로를 개폐하는 유출 조절밸브;
    상기 유수 검출기로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 유수 검출기의 검출 신호에 따라 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하되, 상기 유출관을 통한 온수 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 제어부;
    상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 배수관;
    상기 배수관의 유로를 개폐하되, 상기 온수 탱크의 내부 압력이 사전 설정된 압력 이상으로 상승할 때 상기 온수 탱크의 내부 압력에 의해 상기 배수관의 유로를 자동 개방하여 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 배수시키는 안전밸브;
    상기 배수관을 통해 배수되는 온수가 유입될 수 있도록 상기 배수관과 연결되어 상기 유출관보다 높게 배치되는 보조 탱크;
    상기 보조 탱크에 저장되는 온수를 상기 유출관으로 가이드할 수 있도록 상기 보조 탱크와 상기 유출관을 연결하는 연결관; 및
    상기 보조 탱크에 저장되는 온수의 수위를 검출하고 검출 신호를 상기 제어부에 송신하는 수위 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로가 차단된 상태에서 상기 유출관을 통한 온수 유동이 발생하는 것으로 검출되는 경우, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 일시적으로 차단된 상태로 유지시켜 상기 보조 탱크에 저장된 온수가 먼저 상기 유출관으로 배출되도록 하고, 상기 수위 센서에 의해 상기 보조 탱크에 저장된 온수의 수위가 사전 설정된 수준 미만으로 낮아진 것으로 감지될 때, 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  4. 온수를 저장하는 온수 탱크;
    상기 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터;
    상기 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관;
    상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유출관;
    상기 유출관을 통한 온수의 유동을 검출하는 유수 검출기;
    상기 유입관의 유로를 개폐하는 유입 조절밸브;
    상기 유출관의 유로를 개폐하는 유출 조절밸브; 및
    상기 유수 검출기로부터 검출 신호를 수신하고, 상기 유수 검출기의 검출 신호에 따라 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하되, 상기 유출관을 통한 온수 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 상기 유입관의 유로 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 유출관을 통해 배출되는 온수의 배출 유량(Qd)이 사전 설정된 기준 유량(Qc) 미만으로 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때, 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유출관을 통해 배출되는 온수의 배출 유량(Qd)이 사전 설정된 기준 유량(Qc) 미만으로 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때, 경고 신호를 외부로 송신하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  6. (a) 온수가 배출될 수 있도록 온수 탱크에 연결되는 유출관을 통한 온수의 유동을 유수 검출기로 검출하는 단계;
    (b) 상기 유출관을 통한 온수의 유동이 없는 것으로 검출되는 경우, 물 공급을 위해 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관 및 상기 유출관의 유로를 상기 유입관에 연결되는 유입 조절밸브 및 상기 유출관에 연결되는 유출 조절밸브를 이용하여 차단하는 단계;
    (c) 상기 유출관을 통한 온수의 유동이 있는 것으로 검출되는 경우, 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)과 사전 설정된 기준 유량(Qc)을 비교하는 단계;
    (d) 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 이상이면 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 개방하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 단계; 및
    (e) 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만이면 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 차단하도록 상기 유입 조절밸브 및 상기 유출 조절밸브를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치의 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서, 상기 유출관을 통한 온수의 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만인 경우, 상기 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만으로 사전 설정된 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때 상기 유입관 및 상기 유출관의 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서, 상기 배출 유량(Qd)이 상기 기준 유량(Qc) 미만으로 상기 기준 경과 시간(Tc) 이상 유지될 때, 외부로 경고 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치의 제어방법.
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