KR102001387B1 - 인공지능 기반의 온도 조절을 수행하는 온수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 온수기는 입수 온도 및 출수 온도를 감지하는 센서부, 유입되는 물의 양을 조절하는 유량조절장치, 유입된 물이 관을 통과하는 동안 상기 관에 형성된 발열체로 물을 가열하는 가열장치 및 사용자가 요청한 희망 온도의 온수를 배출하기 위해 상기 유량조절장치 및 상기 가열장치의 설정값을 제어하여 온도조절을 수행하되, 상기 센서부에서 감지한 입수 온도 및 출수 온도에 기반하여 산출된 피드백 정보에 기반하여 상기 유량조절장치 및 상기 가열장치의 설정값을 조정하고, 온도 조절을 수행한 이력 정보를 기반으로 인공지능 분석을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

인공지능 기반의 온도 조절을 수행하는 온수기{Water heater to perform temperature control based on artificial intelligence}
본 발명은 인공지능에 기반하여 온도 조절을 수행하는 온수기에 관한 것이다.
일반적으로 온수기는 실온의 물을 공급받고 이를 가열한 후 배출하는 방식으로 온수를 생성하고 있다. 종래의 온수기는 물을 가열하기 위한 버튼과, 가열온도를 조절하기 위한 조절부를 조작하여 온수의 온도를 조절하였고, 배출되는 온수는 사용자가 직접 피부로 느껴보는 방식으로 배출되는 온수가 원하는 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 온수기 사용 시 사용자가 원하는 온도 수치 정보를 입력하고 그에 대응하는 온도의 온수가 배출되도록 하는 온수기를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 인공지능에 기반하여 사용자의 온도 조절 패턴과 주요 선호 온도를 판단하고 그에 대응하여 사용자 개별 맞춤형 적정 온도의 온수를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 온수기는 입수 온도 및 출수 온도를 감지하는 센서부, 유입되는 물의 양을 조절하는 유량조절장치, 유입된 물이 관을 통과하는 동안 상기 관에 형성된 발열체로 물을 가열하는 가열장치 및 사용자가 요청한 희망 온도의 온수를 배출하기 위해 상기 유량조절장치 및 상기 가열장치의 설정값을 제어하여 온도조절을 수행하되, 상기 센서부에서 감지한 입수 온도 및 출수 온도에 기반하여 산출된 피드백 정보에 기반하여 상기 유량조절장치 및 상기 가열장치의 설정값을 조정하고, 온도 조절을 수행한 이력 정보를 기반으로 인공지능 분석을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 온수기 사용 시 사용자가 희망하는 온수의 온도를 1도 단위로 조절할 수 있음에 따라 정밀한 온수 온도 조절을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 인공지능에 기반하여 사용자별 온수 사용과 관련된 데이터 분석을 수행하며, 그에 따라 생성된 사용자별 온수 사용 정보를 이용하여 사용자 개별 맞춤형 적정 온도의 온수를 자동으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 기반의 온도 조절을 수행하는 온수기의 형태에 대하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온수기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 사고 방지 처리부의 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 분석부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 온수기의 온도 제어 동작 순서를 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어'있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어'있다거나 '직접 접속되어'있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 기반의 온도 조절을 수행하는 온수기의 형태에 대하여 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100의 외관을 도시하고 있고, 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100의 개략적인 내부 구조에 대하여 도시하고 있다. 도 1a에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100는 온수기 100 내부로 실온의 물이 유입되는 입수부 20와 온수기 100에서 생성된 온수가 배출되는 출수부 10를 본체 하단에 구비할 수 있다. 그리고 상기 온수기 100의 외관 일면에 사용자에 의해 온도 등의 요청값을 입력받고, 입력받은 요청값 및 온수기의 현재 가동 상태 등을 표시하는 터치스크린 30이 구비될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 터치스크린 30는 키 입력부와 표시부를 각각 별도로 구비한 형태로 대체될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 터치스크린 30은 온도 제어 모드를 선택할 수 있도록 하는 터치 영역을 제공할 수 있다. 상기 온도 제어 모드는 수동 제어 모드와 자동 제어 모드를 포함할 수 있으며, 수동 제어 모드(Manual control mode)가 선택되어 있는 경우 예컨대, 터치스크린 30의 'M'이 표시된 영역 37에 불이 들어올 수 있다. 이와 유사하게, 자동 제어 모드(Automatic control mode)가 선택된 경우에 상기 터치스크린 30은 'A'가 표시된 영역 38을 발광시킬 수 있다. 이와 같이 상기 터치스크린 30은 일 영역에 알파벳 등의 시그널로 현재 선택된 온도 제어 모드를 사용자에게 알릴 수 있다. 사용자는 상기 37영역과 38영역 중 어느 하나를 선택하는 터치 입력을 통해 온도 제어 모드를 변경할 수 있다.
상기 터치스크린 30은 가열장치의 설정값을 표시하는 35영역을 포함할 수 있다. 상기 35영역은 사용자의 선택에 의해 가열장치의 설정값이 예컨대 0내지 6까지 변경될 수 있으며, 이 때 35영역에 표시된 설정값이 의미하는 바는 가열장치를 구성하는 다수개의 가열관들 중 가동되는 가열관의 개수를 의미할 수 있다. 즉, 가열장치의 설정값이 0 내지 6으로 표시되는 것은, 가열장치를 구성하는 가열관이 6개임을 의미하는 것일 수 있으며, 다양한 실시 예에 따라 가열장치를 구성하는 가열관이 8개일 경우, 상기 35영역에 표시될 수 있는 설정값의 범위는 0 내지 8이 될 수 있다.
상기 터치스크린 30은 희망 온수 온도를 표시하는 36영역을 포함할 수 있다. 상기 36영역은 다양한 실시 예에 따라 현재 배출되는 물 온도와 희망 온수 온도를 번갈아 표시할 수 있다.
희망 온수 온도의 설정은 31영역 및 32영역에 구비된 키를 조작함을 통해 수행할 수 있다. 그리고 상기 터치스크린 30은 온수기 100의 동작 현황을 표시하는 34영역 및 온수기 100의 전원 ON/OFF 동작을 수행하는 33영역을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따라 상기 터치스크린 30은 도시된 것 외에, 보다 다양한 표시 영역 및 선택 영역을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린 30은 예컨대, 사용자별 식별값을 선택 및 표시하는 영역을 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 온수기 100는 다수의 사용자(예, A, B, C)가 사용하는 환경에서, 사용자별 식별값을 선택할 수 있는 키 영역을 제공할 수 있고, 키 입력 횟수에 따라 A, B, C 사용자에 대한 식별값이 번갈아가며 선택될 수 있다. 그리고 이에 대응하여 상기 온수기 100는 사용자별 식별값에 따라 각각의 개인화 설정 정보를 별도로 관리할 수 있고, 특정 식별값(예, A)이 선택됨에 따라 그에 대응하는 설정 정보 및 온도 조절 기능(예, 35와 40도를 1분마다 번갈아 제공하도록 설정한 사용자 옵션)을 실행할 수 있다. 사용자별 식별값의 개념과 유사하게, 상기 터치스크린 30은 용도별 식별값 설정 및 선택된 용도별 설정값 정보를 선택 및 표시하는 영역을 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100는 도 1b에서 도시되는 바와 같이, 온수기 100 내부로 유입된 실온의 물이 기 설정된 값의 온도로 데워지는 가열 영역 40과 온수의 온도를 조절하기 위한 제어부가 존재하는 컨트롤 영역 50을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온수기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100는 저장부 110, 센서부 120, 입력부 130, 표시부 140, 제어부 150, 유량 조절 장치 160, 가열장치 170를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 도 2에서는 도시되지 않았지만, 다양한 실시 예에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 저장부 110는 예를 들면, 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 내장메모리는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), XD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 다른 상기 저장부 110는 인공지능에 기반하여 산출된 사용자별 내지는 용도별 온수 온도의 특성정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 저장부 110는 각종 온수 생성과 관련된 가열장치 및 유량 조절장치의 디폴트 설정값 정보가 저장될 수 있다. 예컨대, 상기 저장부 110는 용수의 온도를 1도 상승할 시 가열장치에 추가로 인가할 전력과 관련된 설정값을 저장할 수 있다.
또한 상기 온수기 100는 다양한 실시 예에 따라 온도 제어 이력에 대한 정보를 수집할 수 있으며, 이 때 저장부 110에 상기 온도 제어 이력 정보가 저장될 수 있다. 상기 저장된 온도 제어 이력 정보는 추후 인공지능에 기반하여 사용자의 온도 제어 이력과의 환경 정보와의 상관 관계를 산출할 시 이용될 수 있다. 또한 상기 저장부 110는 상기 온도 제어 이력 정보 및 각종 환경 정보를 기반으로 특정 상황과의 온도 제어 이력과의 상관관계를 산출하기 위해 요구되는 인공지능 모델을 저장할 수 있다.
상기 센서부 120는 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서부는 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러(color) 센서(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서, 온/습도 센서, 조도 센서, 또는 UV(ultra violet) 센서 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서부는 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 부는 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치는 프로세서의 일부로서 또는 별도로, 센서부를 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서부를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 센서부 120는 입수부 및 출수부와 근접한 위치에서 온수기 100 내부로 유입되는 입수 온도 및 온수기 100외부로 배출되는 출수 온도를 측정할 수 있다. 또한 상기 센서부 120는 온수기 100 내부로 유입되는 물의 압력을 감지하는 압력 감지 센서를 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따른 상기 센서부 120는 누수 여부를 감지할 수 있는 누수 감지 센서를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 센서부 120는 누수 여부 외에도 기타 이유에 의한 제어부 주위의 습도 상태에 의한 위험요인을 제거하기 위해 습도 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서부 120는 이 밖에도 화재 여부를 감지하기 위한 열감지 센서, 연기 감지 센서 등을 포함할 수 있으며, 다양한 실시 예에 따라 온수기가 설치된 공간의 대기온도를 판단하기 위한 대기 온도 센서를 포함할 수 있다.
상기 입력부 130는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel), 펜 센서(pen sensor, 키(key), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널은 택 타일레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 입력부 130는 사용자가 요청하는 온수기의 설정값에 대한 입력을 수신할 수 있다. 또한 상기 입력부 130는 다양한 실시 예에 따라 각종 모드 선택을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있으며, 사용자별, 용도별 옵션 설정을 위한 사용자 입력을 수신할 수도 있다.
상기 표시부 140는 패널, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터를 포함할 수 있다. 패널은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널은 터치 패널과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 표시부는 패널, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 표시부 140는 상기 입력부 130와 일체형으로 구비되는 터치스크린 형태일 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 표시부 140는 사용자에 입력되는 요청값(예, 희망온도 등)을 표시할 수 있으며, 그 외에도 온수기 100의 동작 상황에 대한 각종 정보를 표시할 수 있다.
상기 제어부 150는 프로세서(Processor), 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 제어부는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 제어부에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부 150는 온도 제어부 151, 사고 방지 처리부 152, 인공지능 분석부 153를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 온도 제어부 151는 사용자가 온수기 100에 입력하는 요청값을 확인하고, 사용자가 입력한 요청값에 대응하여 유량 조절장치 및 가열장치 중 적어도 하나의 설정값을 조절하여 온수의 온도를 제어할 수 있다. 이 때 요청값이란 다양한 실시 예에 따라, 희망하는 온수의 온도 수치를 의미할 수도 있고, 온수의 온도를 높이거나 낮추기 위해 제어할 가열장치의 동작 개수 등의 설정값을 의미할 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 온도 제어부 151에 대한 보다 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 사고 방지 처리부 152는 온수기 100의 동작 상황 하에서 발생 가능한 사고의 발생을 방지하기 위해 사고 위험 요소를 감지하고, 특정 위험 요소가 감지되는 경우 해당 위험 요소를 직접 제거하도록 제어하거나 혹은 사용자에게 위험 요소의 제거 요청 신호를 발생하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 사고 방지 처리부 152에 대한 구체적인 설명은 도 4에서 후술하기로 한다.
상기 인공지능 분석부 153은 사용자 분류부 153a, 용도 분류부 153b, 온도 제어 이력 정보 획득부 153c, 연관성 산출부 153d, 산출 정보 적용부 153e를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 인공지능 분석부 153는 사용자별 또는 용도별 적정 온도 값을 산출하기 위한 획득 정보 분류 동작을 수행할 수 있다. 또한 상기 인공지능 분석부 153는 온수기 100에서 수행된 온도 제어 이력 정보를 획득하고 이를 기반으로 환경 정보(예, 날짜, 계절, 요일, 명절, 대기온도 등)와의 요청 온도와의 연관성을 산출할 수 있다. 상기 인공지능 분석부 153에 대한 보다 구체적인 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
그리고 본 발명의 실시 예에 따른 온수기는 제어부 150의 제어 하에 구동되는 유량 조절 장치 160 및 가열장치 170를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 유량 조절 장치 160는 온수기 100 내부로 유입되는 유량을 조절하여 최종적으로 출수되는 온수의 온도를 제어할 수 있게 한다. 유량 조절 장치 160는 예컨대 온수기 내부로 유입되는 입수량의 정밀한 제어를 위해, 입수부에 설치된 마개부분의 여닫힘 정도를 조절하는 밸브의 각도값에 기반한 제어 동작을 수행할 수 있다. 또한 상기 유량 조절 장치 160는 입수부에서 감지되는 수압에 기반하여 유량을 조절하도록 구성될 수 있다. 수압은 수도관이 설치되는 곳마다 차이가 있을 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100의 저장부 110에는 표준 수압 수치 정보가 저장되어 있을 수 있다. 입수관이 100% 오픈된 상태에서 표준 수압인 곳 A와 100% 오픈된 상태에서 표준 수압 이상인 곳 B가 있다고 가정할 때, 상기 유량 조절 장치 160는 표준 유량을 맞추기 위해 표준 수압 이상인 곳 B의 밸브 각도를 조절하여 오픈된 입수관 영역을 감소시킬 수 있다.
상기 가열장치 170는 온수기 내로 공급되는 물이 관(예, 석영관)을 통과하는 동안 일정 수준의 열을 받아 가열되도록 하는 방식으로 물의 온도를 상승시킬 수 있다. 일 실시 예에 따라 상기 온수기 내로 공급된 물에 열을 가하는 발열체는 투명 전도성 물질이 비전도성 소재의 표면에 박막 코팅되는 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 발열체에서 발생되는 열에 의해 온수기 내로 유입된 물이 가열될 수 있다. 이러한 방식을 통해 본 발명의 실시 예에 따른 온수기는 유입된 물을 관을 통과하는 동안 순간적으로 가열할 수 있게 되며, 이에 따라 별도의 온수탱크를 구비하지 않고도 온수를 직수형으로 생성할 수 있게 된다.
상기 가열장치 170는 본 발명의 실시 예에 따라 다수개의 가열관으로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 6개 이상으로 구성될 수 있다. 이에 따라 온수기 100에서는 사용자로부터 가열장치 170를 구성하는 각 가열관들 중 동작시킬 가열관의 개수를 선택하도록 하는 방식의 발열단계 설정 동작을 지원할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에서 도시되는 바와 같이 상기 온도 제어부 151는 수동 제어부 151a와 자동 제어부 151b를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수동 제어부 151a는 본 발명의 실시 예에 따라 사용자가 직접 지정한 가열장치 설정값에 따라 온수의 온도를 제어할 수 있다. 상기 가열장치는 다수개의 가열관으로 구성될 수 있으며, 그에 따라 상기 가열장치 설정값은 가동시킬 가열관의 개수에 대응하는 값으로 설정될 수 있다. 수동 제어 방식은 가열관의 개수가 대체로 생성되는 온수의 온도와 비례하나 정비례하지 않을 수 있는 점, 수압, 유량이 달라짐에 따라 온수의 온도는 변동될 수도 있는 특징을 가진다.
다양한 실시 예에 따라 가열 장치 설정값 각각에 대응하는 표준 온수 온도가 기 설정되어 있을 수 있으며, 이는 표준 수압, 표준 유량, 표준 유입 용수 온도에 기반한 것일 수 있다. 따라서, 사용자의 수동 모드 조작에 따라 가열장치 설정값이 변경된 경우라 하더라도, 상기 수동 제어부 151a는 사용자가 설정한 설정값에 대응하는 표준 온수 온도와 출수 온도가 기 설정된 값 이상 차이를 보이는 경우, 유입되는 수압, 유입 유량 등의 조건을 추가로 조절할 수 있다.
반면, 상기 자동 제어부 151b는 사용자가 요청하는 특정 온도의 온수를 생성하기 위해 자동으로 가열장치 및 유량 조절 장치의 설정값을 실시간 변화시킬 수 있다. 상기 자동 제어부 151b는 사용자에 의해 설정된 희망 온도 수치를 확인하고, 사용자에 의해 요청된 값을 만족시키기 위해, 현재 상태의 수압, 유량, 유입되는 용수 온도, 현재 가열장치의 설정값(예, 가동중인 가열관 개수)의 정보에 기반하여 최소한의 동작으로 목표 온도를 달성하기 위한 온도 조절 동작을 수행할 수 있다. 그리고 자동 제어부 151b는 예컨대 기 저장된 표준 정보(표준 유량, 표준 수압, 표준 입수 온도 등)에 기반하여 동작할 장치(유량 조절장치, 가열장치)를 선택할 수 있고 나아가 장치의 동작 단계(설정값)도 선택할 수 있다. 그리고 다양한 실시 예에 따라 상기 자동 제어부 151b는 입수 온도 등의 조건이 변화하여 사용자가 요청한 온도와 출수 온도와의 오차가 기 설정된 값 이상 발생되는 경우, 자동으로 유량 조절 장치 및 가열장치 중 적어도 하나의 설정값을 조정하여 사용자 희망온도와 출수 온도와의 오차를 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 사고 방지 처리부의 구성요소를 도시한 블록도이다.
상기 사고방지 처리부 152는 도 4에서 도시되는 바와 같이 누수 대응부 152a, 수압 상승 대응부 152b, 과열 대응부 152c, 동결 대응부 152d를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 누수 대응부 152a는 누수 감지 센서에 의해 온수기 100 내부의 누수의 발생을 감지하면, 그에 대응하여 온수기 내부로의 용수 유입을 중단하도록 제어하며, 온수기의 전원을 차단하도록 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 누수 대응부 152a는 전자부품의 손상 및 화재의 위험을 방지할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 누수 대응부 152a는 입수 수압과 출수 수압의 차이를 감지하여 누수 여부를 판단할 수 있고, 그에 대응하여 상기와 같은 용수 유입 및 전원 차단 동작을 수행할 수 있다.
상기 수압 상승 대응부 152b는 급작스러운 수압 상승이 감지됨에 따라 유량 조절 장치의 설정값을 변경하여 유입되는 용수의 양을 감소시킬 수 있다. 또는 갑작스러운 수압 상승에 따라 용수의 유입이 증가하여 가열장치에 의한 온수 가열이 충분히 일어나지 않을 것을 대비하여, 상기 수압 상승 대응부 152b는 발열체(가열관)에 인가할 전력 설정값을 조정하는 등의 가열 능력 조정 동작을 수행할 수 있다.
상기 과열 대응부 152c는 가열관(발열체)의 지속적인 발열로 인한 과열이 발생된 경우, 열감지 센서 내지는 온도 센서에 기반하여 해당 위험 요소를 감지하고, 가열장치의 설정값을 하향 조정하는 동작 또는 전원 차단 동작 등의 과열 방지 동작을 수행할 수 있다. 상기 과열 대응부 152c는 발생된 온수의 온도가 조절되지 않고 과열되는 오작동을 일으킨 경우에도 이에 대응하여 가열장치의 설정값 하향, 전원 차단 중 적어도 하나의 과열 방지 동작을 수행할 수 있다.
상기 동결 대응부 152d는 온도 센서에서 감지한 기온 내지는 유입 용수 온도 등에 기반하여 동결 위험 가능성을 판단하고, 자동으로 가열장치의 주기적인 가열 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 분석부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 분석부 153는 사용자 분류부 153a, 용도 분류부 153b, 온도 제어 이력 정보 획득부 153c, 연관성 산출부 153d, 산출정보 적용부 153e를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 사용자 분류부 153a는 다수 사용자가 이용하는 경우, 사용자 개별 식별값을 부여하고 사용자별 선호 온도 정보를 사용자로부터 입력받아 획득하여 관리하고, 사용자별 온도 조절 이력 정보를 분류하여 저장하는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100는 사용자별 버튼을 구비할 수 있고, 다수의 사용자가 하나의 번갈아가며 사용할 경우, 특정 사용자는 자신에게 할당되는 버튼을 누른 후(또는 자신의 식별값을 선택한 후) 온수기를 작동하면 자신이 설정해둔(최종적으로 사용했던) 온도의 온수가 배출되도록 할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 100는 사용자별 식별값 설정 기능을 제공할 수 있다. 그리고 그에 따라 상기 사용자 분류부 153a는 사용자의 주 사용 온도, 온수 온도 조절 패턴, 사용 시간, 사용 시간대 등과 같은 사용자 개인의 사용 패턴과 관련된 정보를 사용자 식별값(예, 선택된 사용자 구분 버튼, 할당된 사용자 코드 등)과 관련하여 산출하고 저장할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 사용자 분류부 153a는 특정 사용자 버튼이 선택된 채로 사용자가 온도 조절을 수행하면, 온도 조절 이력 정보를 현재 선택된 사용자의 정보로 기록할 수 있고, 이를 기반으로 사용자의 선호 온도의 범위, 사용자가 불쾌감을 느끼는 온도의 범위를 산출할 수 있다. 산출된 정보는 사용자 식별값에 대응하여 기록될 수 있으며, 추후 사용자 식별값이 선택된 채로 별도의 온도 조절 동작이 수행되지 않는 경우, 상기 사용자 분류부 153a는 자동으로 기 산출된 사용자의 선호 온도, 선호 패턴에 따른 온수 온도 조절 동작을 수행할 수 있다.
상기 용도 분류부 153b는 사용자 분류 동작과 유사하게 수행될 수 있다. 온수기 100는 용수의 용도를 선택할 수 있도록 하는 버튼을 제공할 수 있다. 예컨대, 온수기 100는 사용 전 사용자의 온수 사용 용도에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 이 때 온수의 사용 용도는 예컨대, 설거지, 청소, 목욕 등의 항목으로 분류될 수 있고, 목욕은 예컨대, 유아, 성인, 노인, 동물 등의 분류 항목을 포함할 수 있다.
이에 따라 상기 용도 분류부 153b는 사용자가 온수의 사용 용도를 온수기 100에 입력한 후 온수 제어 동작을 사용하게 되면, 해당 용도에서의 주 사용 온도, 주 사용 시간, 주 사용 패턴 정보 중 적어도 하나를 수집하여 기록할 수 있으며, 그에 대응하여 용도별 적정 온도값을 산출할 수 있다. 그리고 상기 용도 분류부 153b는 누적된 사용자의 이용 패턴에 기반하여 산출된 적정 온도값을 적용한 온수를 제공할 수 있다.
상기 온도 제어 이력 정보 획득부 153c는 일반적인 사용자의 온도 제어 이력 정보를 획득하고 분류할 수 있다.
상기 연관성 산출부 153d는 상기 온도 제어 이력 정보 획득부 153c에서 획득한 온도 제어 이력 정보와 환경 정보(날짜, 계절, 요일, 명절, 대기온도, 습도 등)를 저장부 110에 기 저장된 인공지능 모델에 투입하여 연관성의 정도를 산출할 수 있다. 상기 연관성 산출부 153d는 유의미한 연관성 값을 갖는 환경정보와 온도 제어 이력 정보와의 상관 관계를 산출할 수 있고, 이에 대응하여 연관성 기반 설정값을 도출할 수 있다. 또한 상기 연관성 산출부 153d는 상기 사용자 분류부 153a, 용도 분류부 153b에서 산출된 사용자별 기록, 용도별 기록과 환경정보와의 상관관계를 산출할 수도 있다.
상기 산출 정보 적용부 153e는 상기 연관성 산출부 153d에 의해 산출된 연관성 기반 설정값을 적용하여 가열장치 및 유량조절장치 중 적어도 하나를 제어하는 동작을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 온수기의 온도 제어 동작 순서를 도시한 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 온수기 100의 제어부 150는 사용자에 의해 설정된 희망 온도를 확인하는 605동작을 수행할 수 있다. 이 때 상기 온수기 100는 사용자가 가동할 가열관의 개수를 직접 선택하는 수동 제어 모드가 아닌, 희망 온도를 설정하는 방식의 자동 제어 모드가 선택된 상태임을 가정하기로 한다.
이후 상기 제어부 150는 온수기 100 내로 유입되는 입수 온도를 확인하는 610동작을 수행할 수 있다. 이 때 상기 제어부 150는 입수부에 구비된 온도 센서가 센싱하는 값에 기반하여 유입되는 물의 온도를 감지할 수 있다.
이후 상기 제어부 150는 입수 온도에 기반하여 희망온도를 맞추기 위한 가열장치 및 유량 조절장치의 설정값을 지정하는 615동작을 수행할 수 있다. 추운 겨울의 입수 온도와 한여름의 입수 온도는 다를 수 있으며 이에 따라 상기 온수기 100는 입수온도에 기반하여 유량 조절장치와 가열장치의 동작 단계를 상이하게 설정할 수 있다. 예컨대, 희망 온수 온도가 30도로 동일하다 하더라도, 입수 온도가 5도인 겨울의 경우에는 입수 온도가 15도인 여름의 경우에 비하여 신속한 가열동작을 수행해야 하므로, 제어부 150는 온수기 100 내로 유입되는 물의 양은 감소시키고, 가열장치 내 가열관은 상대적으로 많은 개수를 동작시키도록 설정값을 변화시킬 수 있다. 상기 제어부 150는 유량 조절장치의 설정값으로 예컨대, 입수부의 입수량을 조절하는 밸브의 각도값을 지정할 수 있다. 그리고 상기 제어부 150는 가열장치에 대한 설정값은 동작할 가열관 개수 외에도 가열관의 발열 단계, 가열관이 발열 기능을 하기 위해 인가되어야 하는 전력 레벨 등의 항목이 포함될 수 있다.
이후 상기 제어부 150는 적용된 설정값에 따라 가열장치 및 유량 조절장치를 동작시키는 620동작을 수행할 수 있다. 그리고 상기 제어부 150는 가열된 온수를 온수기 외부로 배출 및 출수 온도를 센싱하여 확인하는 625동작을 수행할 수 있다.
이후 상기 제어부 150는 출수 온도가 희망온도와 기 설정된 값 이상 오차를 보이는지 여부를 판단하는 630동작을 수행할 수 있다. 상기 630동작에서의 판단 결과, 출수 온도와 희망 온도의 오차가 기 설정된 값 이상인 것으로 판단될 경우, 상기 제어부 150는 가열장치 및 유량 조절장치의 설정값을 조절하는 635동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부 150는 출수 온도가 희망온도보다 기 설정된 값 이상 낮은 값임을 확인한 경우, 상기 제어부 150는 가열장치에 대한 가열 단계의 상향 조정, 유량 조절장치에 대한 유량 감소 조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 반대로, 상기 제어부 150가 출수 온도가 희망 온도보다 기 설정된 값 이상 높은 값임을 확인한 경우, 가열장치에 대한 가열 단계의 하향 조정, 유량 조절 장치에 대한 유량 증가 조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
635동작 이후 상기 제어부 150는 620동작 이하를 재수행할 수 있다. 한편, 상기 제어부 150는 출수 온도와 희망온도의 차이가 기 설정된 값 이상이 아닌 것으로 판단한 경우, 가열 장치 및 유량 조절 장치의 설정값을 유지하는 640동작을 수행할 수 있다.
상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.
100 : 온수기
110 : 저장부
120 : 센서부
130 : 입력부
140 : 표시부
150 : 제어부
151 : 온도 제어부
152 : 사고 방지 처리부
153 : 인공지능 분석부
160 : 유량 조절 장치
170 : 가열장치

Claims (6)

  1. 직수 가열 방식의 온수기에 있어서
    입수 온도 및 출수 온도를 감지하는 센서부;
    유입되는 물의 양을 조절하는 유량조절장치;
    유입된 물이 관을 통과하는 동안 상기 관에 형성된 발열체로 물을 가열하는 가열장치;
    사용자가 요청한 희망 온도의 온수를 배출하기 위해 상기 유량조절장치 및 상기 가열장치의 설정값을 제어하여 온도조절을 수행하되, 상기 센서부에서 감지한 입수 온도 및 출수 온도에 기반하여 산출된 피드백 정보에 기반하여 상기 유량조절장치 및 상기 가열장치의 설정값을 조정하고, 온도 조절을 수행한 이력 정보를 기반으로 인공지능 분석을 수행하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는
    인공지능에 기반하여 환경별 적정 온도를 산출하고 산출된 온도를 적용하여 온수를 생성하도록 제어하는 인공지능 분석부를 포함하고,
    상기 인공지능 분석부는
    다수 사용자가 이용하는 경우, 사용자 개별 식별값을 부여하고 사용자별 선호 온도 정보를 사용자로부터 입력받아 획득하여 관리하고, 사용자별 온도 조절 이력 정보를 분류하여 저장하는 사용자 분류부;를 포함하며,
    상기 인공지능 분석부는
    사용자가 온수의 사용 용도를 온수기에 입력한 후 온수 제어 동작을 사용하게 되면, 해당 용도에서의 주 사용 온도, 주 사용 시간 및 주 사용 패턴 정보를 수집하여 기록하며, 그에 대응하여 용도별 적정 온도값을 산출하고,
    상기 사용 용도는 설거지, 청소, 목욕 중 적어도 하나를 포함하는 용도 분류부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    사용자가 입력한 요청 값을 확인하고 사용자가 입력한 요청값에 대응하여 온수를 생성하기 위해 유량 조절 장치 및 가열장치 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 온도 제어부;를 포함하되,
    상기 온도 제어부는
    사용자에 의해 가열장치에 대한 설정값을 입력받고, 사용자가 입력한 가열장치의 설정값에 따라 가열장치를 구동하여 온수를 생성하는 수동 제어부;
    사용자로부터 희망 온도에 대한 수치 정보를 입력받고, 상기 희망 온도에 대응하는 온수를 생성하기 위해 가열장치 및 유량 조절장치 중 적어도 하나를 실시간 조절하여 온수를 생성하는 자동 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    기 설정된 안전 기준치의 범위를 벗어나는 위험 이벤트가 감지된 경우, 사고 방지 기능을 동작하는 사고 방지 처리부를 포함하되,
    상기 사고 방지 처리부는
    누수 발생이 감지됨에 따라 물의 내부 유입을 중단하고 온수기의 전원을 종료하도록 제어하는 누수 대응부;
    수압 센싱값이 기 설정된 값 이상인 경우, 유입되는 유량의 유지를 위해 수압의 증가분에 대응하여 입수 유량을 감소시키도록 제어하는 수압 상승 대응부;
    센싱된 출수 온도가 사용자에 의해 요청된 온도 값 이상인 것으로 판단되면, 가열장치의 설정값 하향 조정과 전원 공급 차단 중 적어도 하나의 과열 방지 동작을 수행하는 과열 대응부;
    온도 센서에서 감지한 기온 내지는 유입 용수 온도 등에 기반하여 동결 위험 가능성을 판단하고, 자동으로 가열장치의 주기적인 가열 동작을 수행하여 동결 위험을 방지하는 동결 대응부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 인공지능 분석부는
    온수기에서 수행된 온도 제어 이력 정보를 획득하고 분류하는 온도 제어 이력 정보 획득부;
    온도 제어 이력 정보와 환경정보의 연관성의 정도를 기 저장된 인공지능 모델에 투입하여 산출하며, 산출된 연관성의 정도가 기 설정된 값 이상이면 환경정보와 온도 제어 이력 정보와의 상관 관계를 유의미한 것으로 판단하며, 유의미한 상관 관계를 갖는 결과값에 기반하여 연관성 기반 설정값을 도출하는 연관성 산출부; 및
    상기 도출된 연관성 기반 설정값을 적용하는 산출 정보 적용부;를 포함하고
    상기 환경정보는 날짜, 계절, 요일, 명절, 대기온도, 습도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.
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