KR102066357B1 - Directly and Indirectly Heated Water Heater Using PTC Heater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일반 가정집은 물론 사무실 혹은 공장에서 간편하게 사용할 수 있게 한 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기에 관한 것이다.The present invention relates to a direct or indirect heated electric water heater using a PTC heater that can be easily used in an ordinary home as well as an office or a factory.
특히, 수도관으로부터 공급되는 직수와 온수 탱크에 미리 저장된 저장수를 PTC히터 발열부에 의해 직접가열하고, PTC히터 발열부에 의해 직접 가열된 직수를 기 가열된 저장수에 의하여 한번 더 가열되게 열교환 시키는 간접가열방식에 의하여 언제라도 온수를 장시간 사용할 수 있게 한 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기에 관한 것이다. In particular, the direct water supplied from the water pipe and the stored water pre-stored in the hot water tank are directly heated by the PTC heater heating unit, and the direct water directly heated by the PTC heater heating unit is heat-exchanged once more by the preheated storage water. The present invention relates to a direct or indirect heating electric water heater using a PTC heater, which allows hot water to be used for a long time at any time by an indirect heating method.
일반적으로 전기 온수기는, 물 탱크에 물을 가열하여 저장했다가 사용하는 저장식 온수기와 그리고 직수를 바로 가열하여 사용하는 순간식 온수기로 구분되는데, 전자(前者)의 저장식 온수기의 일예로는 특허문헌1 내지 특허문헌3이 있다.Generally, electric water heaters are classified into storage water heaters used by heating and storing water in a water tank and instantaneous water heaters used by directly heating water. An example of the former storage water heater is Patent Document 1 To Patent Document 3.
특허문헌1은 전기 보일러에 관한 것으로, 난방을 마치고 회귀하는 난방수를 유입하여 저장하도록 한 저장탱크와, 저장탱크 내의 난방수를 데우도록 한 전기히터와, 전기히터의 외측에 길이를 따라 코일 형태로 감겨, 1차 데워진 저장탱크 내의 난방수를 유입하여 전기히터를 경유시킨 후 출수하도록 한 2차가열라인과, 2차가열라인의 코일 부분과 전기히터를 감싸도록 설치되어 전기히터로부터의 열을 저장탱크 내의 난방수와 2차가열라인의 코일 부분으로 전도하도록 한 금속커버체와, 2차가열라인의 중간에 설치되어 저장탱크 내의 난방수를 순환시키도록 한 순환펌프로 구성되어 있다는 것을 개시하고 있고,Patent Literature 1 relates to an electric boiler, comprising: a storage tank configured to flow in and return heating water after heating, an electric heater to heat the heating water in the storage tank, and a coil form along the length of the outside of the electric heater. To heat the water from the primary warmed storage tank and pass it through the electric heater, and to cover the coil portion of the secondary heating line and the electric heater to heat the heat from the electric heater. It is disclosed that it consists of a metal cover body for conducting the heating water in the storage tank and the coil portion of the secondary heating line, and a circulation pump installed in the middle of the secondary heating line to circulate the heating water in the storage tank. There is,
특허문헌2는 비교적 큰수조인 몸체의 공실내의 일측 상하에는 난방관과 연결된 온수 배출구와 냉각수 유입구가 설치되고 상부에는 냉수 유입구와 온수 배출구가 있는 열교환관이 설치되고 타측에는 상하로 전기 히터를 설치하되 하부 히터에는 심야 전기를 연결하고 상부 히터에는 심야 전기와 주간 전기를 병용 연결하여 공실내의 용수는 심야 전기로 가열하여 대량 저장한 상태에서 난방 및 생활 용수로 열교환하여 사용하되 급탕수와 같이 생활 용수가 대량으로 사용되는 경우는 심야 전기로서 상부 히터를 가열하고 심야 전기를 쓸 수 없는 주간에 있어 주간 난방이나 높은 온도의 생활온수를 얻고자 할 때는 상부 히터를 주간 전기로 전환시켜 가열할 수 있게 하였다는 것을 개시하고 있으며,Patent document 2 has a hot water outlet and a cooling water inlet connected to the heating tube at one side of the chamber of a relatively large water tank body, and a heat exchanger tube having a cold water inlet and a hot water outlet at the top, and an electric heater installed at the other side. However, the lower heater connects late-night electricity and the upper heater connects both late-night electricity and daytime electricity.The water in the vacancy is heated by night-time electricity and used as heat-exchanging with heating and living water in the state of mass storage. Is used in the case of a large amount of electricity used to heat the upper heater as a midnight electricity, and in the daytime when the midnight electricity cannot be used, the upper heater can be switched to the daytime electricity for heating to obtain daytime heating or high temperature living water. Is starting to
특허문헌3은 물탱크로 유입되는 냉수가 배출되는 온수와 혼합되는 것이 원천적으로 방지되도록 하면서 사용되기 위해 물탱크의 외부로 배출되는 온수가 대체로 일정한 온도를 가져 온수의 온도 차이에 의한 사용상의 불편함이 해소되도록 하는 저장식 전기 온수기에 관한 것이라고 하여, 본체 내부에 설치되고 내측 하부에 구비되는 유입관과 내측 상부로 길게 구비되는 배출관이 연결되는 물탱크와, 상기 본체의 내부면과 상기 물탱크의 외부면 사이에 발포되어 형성되는 보온재와, 상기 물탱크의 전면에서 그 내부로 설치되는 히터와, 상기 유입관의 관로 상에 설치되는 안전밸브와, 상기 물탱크의 전면에서 그 내부로 설치되는 온도감지기와, 상기 물탱크의 전면에 설치되고 상기 온도감지기와 연결되는 과열방지기와, 상기 본체의 전면에 설치되는 온도조절기를 포함하는 저장식 전기 온수기에 있어서, 상기 유입관의 상단에 설치되고, 상기 유입관에서 상기 물탱크의 내부로 유입되는 냉수를 상기 물탱크의 내측 하부로 유도하는 냉수 유도부와; 상기 배출관의 상단에 설치되고, 상기 물탱크의 내측 상부에서 일정한 높이에 있는 온수만을 상기 배출관으로 유도하는 온수 유도부를 포함한다는 것을 개시하고 있다.Patent Literature 3 discloses that the hot water discharged to the outside of the water tank generally has a constant temperature to be used while preventing cold water flowing into the water tank from being mixed with hot water discharged. The water tank is connected to the storage type electric water heater to be eliminated, the water tank is installed in the main body and connected to the inlet pipe provided in the inner lower portion and the discharge pipe provided in the inner upper portion, the inner surface of the main body and the outside of the water tank Thermal insulation material formed between foams, a heater installed in the front of the water tank, a safety valve installed on the inlet pipe, and a temperature sensor installed therein at the front of the water tank. And an overheat prevention device installed at the front of the water tank and connected to the temperature sensor, and installed at the front of the main body. : Stored in the electric water heater comprising a Tojo season, water guide portion that is provided on the upper end of the inlet pipe, which leads to the cold water introduced into the water tank from the inlet tube to the inside bottom of the water tank and; It is disclosed that the hot water induction unit is installed on the top of the discharge pipe, and guides only the hot water at a constant height from the inner upper portion of the water tank to the discharge pipe.
그러나 상기와 같은 선행기술의 경우, 급수량에 비해 가온 속도가 늦음에 따른 많은 물의 저장이 필요하게 되어 수조를 크게 해야됨은 물론 부피가 커지는 만큼 고강도의 금속재질로 제작해야 만하는 경제상의 어려움도 있고, 또한 히터를 물 속에 넣어 물을 직접적으로 가열 하는 직접 가열 방식으로 인한 히터의 부식으로 수명이 짧아지는 단점도 있다.However, in the case of the prior art as described above, it is necessary to store a large amount of water due to a slow heating rate compared to the amount of water supply, and thus, the tank needs to be enlarged, and there is also an economic difficulty in producing a high-strength metal material as the volume increases. In addition, there is a disadvantage in that the life is shortened by the corrosion of the heater due to the direct heating method of heating the water directly by putting the heater in the water.
따라서, 온수 탱크의 부피를 작게 하면서도 어느 때라도 온수의 부족함이 없게 하는 전기 온수기의 개발이 절실하게 요구되고 있다.Therefore, there is an urgent need for the development of an electric water heater that can reduce the volume of the hot water tank and eliminate the lack of hot water at any time.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위해 개발된 것으로, 수도관으로부터 공급되는 직수와 온수 탱크에 미리 저장된 저장수를 1차로 PTC히터 발열부에 의해 직접 가열하고, 2차로는 가열된 직수를 가열된 저장수에 의해 한번 더 가열되게 열 교환하는 간접가열방식에 의해 언제라도 온수를 장시간 사용할 수 있게 하는 편리성과 아울러 종래 온수의 출수(出水)까지 버리게 되는 물의 낭비도 없는 경제성을 갖게 한 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기를 제공하는 데 목적이 있다. The present invention was developed to supplement the above-mentioned problems of the prior art and to provide various additional advantages, by directly heating the water directly supplied from the water pipe and the pre-stored water stored in the hot water tank by the PTC heater heating unit, 2 By the indirect heating method that heat-exchanges the heated direct water to be heated once again by the heated storage water, it is convenient to use hot water anytime for a long time, and there is no waste of water which throws out the discharge of hot water. An object of the present invention is to provide a direct or indirect heating electric water heater using a PTC heater that has economical efficiency.
본 발명은 또한 온수 탱크를 플라스틱과 같은 비금속 재질로도 제작할수 있게 하여 대량으로 안가(安價)로 공급할 수 있는 상품성을 갖게 한 PTC 히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기를 제공하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a direct or indirect heating electric water heater using a PTC heater that enables a hot water tank to be made of a non-metallic material such as plastic, thereby making it commercially available in large quantities.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기에 의하여 달성된다.The object is achieved by a direct or indirect heated electric water heater using a PTC heater provided according to the invention.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기는, 수도관과 직접적으로 연결되는 직수 입수구와 소정 넓이의 물 저장실을 갖는 온수 탱크의 외부로 노출시키는 온수 출수구를 갖는 소정 길이의 관을 상기 온수 탱크의 내외부를 순환하는 형태로 배치한 온수 순환관과 상기 직수 입수구를 통하여 입수되는 물을 상기 온수 탱크로 급수할 수 있게 상기 직수 입수구의 인접 위치로부터 상기 온수 순환관과 연락되는 상태를 이루며 분기되어 상기 온수 순환관에 직결된 급수관과 상기 급수관에 설치되어 급수를 제어하는 급수밸브로 이루어진 수관부; 상기 수관부에 설치된 PTC 히터 발열부; 및 상기 온수 탱크에 저장된 저장수 온도가 기준치 이하 혹은 이상이라는 검출신호 입력 혹은 상기 입수구로부터 직수의 온도 검출신호 입력에 따라서 상기 PTC 히터 발열부를 온 혹은 오프 상태로 제어하는, 상기 온수 탱크의 수위를 검출하는 수위 검출센서와 상기 수위 검출센서에 의해 상기 온수 탱크의 내부로 설정된 수위로 저장된 저장수의 설정치 온도를 검출하는 저장수 온도 검출센서와 상기 직수 입수구에 설치되어 급수 온도를 검출하는 급수 온도 검출센서와 상기 저장수 온도 검출센서와 상기 급수 온도 검출센서들로부터 검출되는 신호에 의하여 상기 PTC 히터 발열부를 온 혹은 오프 상태로 제어함과 아울러 상기 수위 검출센서로 부터 검출되는 신호에 의해 상기 급수밸브를 제어하여 상기 온수 탱크의 수위를 제어할 수 있게 한 콘트롤러로 구성된 발열 제어부를 포함하고,
상기 PTC 히터 발열부는, 상기 온수 탱크 내부의 바닥부로 위치되는 상기 온수 순환관의 일부위를 감싸는 형태로 설치되어 상기 직수 입수구로부터 입수되는 직수와 상기 온수 탱크의 저장수를 직접적으로 가열하는 1차 열원으로 제공되게 하는 방열판의 양측에 배치한 한쌍의 PTC 히터; 상기 수관부의 직수를 간접적으로 가열하는 2차 열원으로 제공되게 하는 상기 방열판및 상기 PTC 히터를 수용 지지하는 지지 케이싱; 및 상기 방열판 및 상기 PTC 히터와 이들을 수용 지지하는 상기 지지 케이싱을 상기 물 저장실과 구획되는 사방이 폐쇄된 공간부에 수용하면서 상기 온수 탱크의 바닥부 측으로 고정되어 상기 지지 케이싱을 고정할 수 있게 하는 구획함체를 포함하고,
상기 온수 탱크는 상부, 전후 및 좌우측부는 플라스틱 재질로 그리고 저부 만은 상기 구획함체와 같이 열 전도율이 우수한 금속판으로 구성하여, 상기 PTC 히터 발열부로부터 발생되는 열이 금속 재질의 상기 구획함체를 통해 상기 온수 탱크의 내부의 저장수로 신속히 전열되게 한 것을 특징으로 한다.Direct or indirect heating electric water heater using a PTC heater provided according to an aspect of the present invention, the pipe having a predetermined length having a direct inlet connected directly to the water pipe and a hot water outlet for exposing to the outside of the hot water tank having a water storage room of a predetermined width. A state in which the hot water circulation pipe disposed in a form circulating inside and outside the hot water tank and the hot water circulation pipe are connected to the hot water circulation pipe from an adjacent position of the direct water inlet so that the water supplied through the direct water inlet can be supplied to the hot water tank. A water pipe part formed of a water supply pipe branched and connected to the hot water circulation pipe and installed in the water supply pipe to control water supply; A PTC heater heating unit installed in the water pipe unit; And controlling the PTC heater heating unit to be turned on or off according to a detection signal input that the stored water temperature stored in the hot water tank is lower than or equal to a reference value or a direct temperature detection signal input from the water inlet. Storage water temperature detection sensor for detecting the set temperature of the stored water stored in the water level set by the water level detection sensor and the water level detection sensor and the water supply temperature detection sensor installed in the water inlet And controlling the PTC heater heating unit to be turned on or off by signals detected from the storage water temperature detection sensor and the water supply temperature detection sensors, and controlling the water supply valve by a signal detected from the water level detection sensor. Controller to control the water level of the hot water tank Including heating control unit is configured to,
The PTC heater heating unit is installed in such a way as to surround a portion of the hot water circulation pipe positioned at the bottom of the hot water tank, and directly heats the water directly received from the water inlet and the storage water of the hot water tank. A pair of PTC heaters disposed on both sides of the heat sink to be provided with; A support casing for receiving and supporting the heat sink and the PTC heater to be provided as a secondary heat source for indirectly heating the water pipe portion indirectly; And a compartment fixed to the bottom side of the hot water tank while allowing the heat sink and the PTC heater and the support casing for supporting them to be accommodated in a closed space partitioned from the water storage compartment, so as to fix the support casing. Including the enclosure,
The hot water tank is formed of a plastic material having an upper portion, front and rear sides, and a left and right portion of the hot water tank, and the bottom portion is made of a metal plate having excellent thermal conductivity, such as the compartment enclosure. It is characterized in that the heat is quickly transferred to the storage water inside the tank.
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본 발명에 의하면, 순간적으로 늘어나는 전류 흐름에 의한 고열을 발생하는 PTC히터 발열부 채용에 의해, 수도관으로부터 공급되는 직수와 온수 탱크에 미리 저장된 저장수를 1차로 PTC히터 방열부에 의해 직접적으로 가열할 수 있게 하고, 2차로는 가열된 직수를 가열된 저장수에 의해 한번 더 가열되게 열교환되는 간접가열방식에 의해 언제라도 온수를 장시간 사용 가능하게 하는 효과를 부여하고, 또한 종래 온수의 출수(出水)까지 기다리게 됨으로 인해 버려지게 되는 물의 낭비를 없게 하는 효과를 부여한다.According to the present invention, by adopting the PTC heater heat generating unit that generates high heat due to the instantaneous increase in current flow, the direct water supplied from the water pipe and the stored water stored in the hot water tank in advance can be directly heated by the PTC heater heat radiating unit. By the indirect heating method in which the heated direct water is heat-exchanged so that it is heated once more by the heated storage water, the second hot water can be used at any time for a long time, and also the output of conventional hot water Waiting until the effect of eliminating the waste of water is discarded.
본 발명은 또한 온수 탱크를 플라스틱과 같은 비금속 재질로도 제작할수 있게 하여 안가(安價)로 대량 공급할 수 있는 효과를 부여한다.The present invention also allows the hot water tank to be made of a non-metallic material such as plastic, thereby giving the effect of supplying a large amount in safety.
도 1은 본 발명에 따른 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기의 구성을 개략적으로 표시한 도면이고,
도 2는 도 1에서 PTC히터 발열부(150)만을 분리 표시한 사시도이며,
도 3은 도2의 I-I선 방향에 따른 확대 단면도이다. 1 is a view schematically showing the configuration of a direct or indirect heated electric water heater using a PTC heater according to the present invention,
FIG. 2 is a perspective view of the PTC
3 is an enlarged cross-sectional view taken along line II of FIG. 2.
본 발명은 다양한 변경을 가 할수 있고 여러가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 상세하게 설명하고자 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be described in detail.
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.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 만 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification for describing the present invention. .
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a more preferred embodiment of a direct or indirect heated electric water heater using a PTC heater according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기의 구성에 대한 개략도이고, 도 2는 도 1에서 PTC히터 발열부(150)만을 분리 표시한 사시도이며, 도 3은 도2의 I-I선 방향에 따른 확대 단면도이다. 1 is a schematic view of the configuration of a direct or indirect heating electric water heater using a PTC heater according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing only the PTC
도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기(100)는, 사방이 폐쇄된 대략 장방형상의 온수 탱크(110)를 구비하고 있다. As shown in the drawings, the direct or indirect heating electric water heater 100 using the PTC heater according to the present invention includes a substantially rectangular
이 온수 탱크(110)는 전체를 금속판체로 구성할 수 있으나, 제작 원가 절감과 아울러 경량화 달성을 위하여, 상기 온수 탱크(110)의 상부, 전후 및 좌우측부는 고강도의 플라스틱 판체로 형성하고, 저부만을 열 전도율이 우수한 금속판체로 구성할 수 있다. The
도면 표시와 같이, 상기 온수 탱크(110)에는 수관부(130)가 설치되어 있다. 상기 수관부(130)는, 직수 입수구(131-1)와 온수 출수구(131-3)를 형성하며 상기 온수 탱크(110)의 내,외부를 경유하여 순환 배치한 순환관(131)과 상기 직수 입수구(131-1)와 인접 위치로부터 상기 순환관(131)과 연락되는 상태를 이루며 분기되어 상기 온수 탱크(110)의 상부를 관통하여 물 저장실(113)내부와 연락되는 상태로 연결된 급수관(133)으로 구성하였다.As shown in the drawing, the
상기 직수 입수구(131-1)와 상기 온수 출수구(131-3)는 상기 온수 탱크(110)로부터 각각 외부로 노출되게 배치하여, 상기 직수 입수구(131-1)는 수도관(미도시)과 직결하고, 상기 온수 출수구(131-3)는 상기 온수 탱크(110)로부터 소정길이로 노출되게 설치후 온수 수전(135)을 설치하여, 누구라도 상기 온수 수전(135)의 개폐에 따라 온수의 출수를 할 수 있게 하였고, 상기 급수관(133)에 설치한 급수밸브(137)의 개폐작용은 상기 온수 탱크(110)의 내부로 급수를 보충하거나 혹은 중단 한다.The direct inlet 131-1 and the hot water outlet 131-3 are disposed to be exposed to the outside from the
도면 표시와 같이, 상기 PTC 히터 발열부(150)는, 상기 수관부(130)의 일부위 즉, 도1에서 보아 온수 탱크(110)의 내저부 측에 위치한 부분을 감싸는 형태로 설치되어 상기 직수 입수구(131-1)로부터 입수되는 차가운 수돗물과 상기 온수 탱크(110)의 물 저장실(113)에 저장된 저장수를 1차적으로 직접 가열할 수 있게 하고, 또한 상기 물 저장실(113)에서 기 가열된 상태로 있는 저장수로부터 발생되는 열은 상기 물 저장실(113)을 순환하는 순환관(131)을 2차로 가열하게 열교환하는 간접 방식의 열원으로 작용한다. As shown in the drawing, the PTC
이러한 1,2차의 열원 작용을 하는 상기 PTC 히터 발열부(150)는, 상기 순환관(131)에서 상기 온수 탱크(110)내부의 바닥부로 위치되는 상기 순환관(131)의 일 부위를 감싸는 형태로 설치하는 방열판(153a,153b)의 양측에 배치되어 상기 순환관(131)을 통하여 유동하는 직수를 직접적으로 가열하는 열을 부여하는 한쌍의 PTC 히터(151a,151b)와, 상기 순환관(131)으로부터 상기 방열판(153a,153b)과 상기 PTC 히터(151a,151b)의 이탈이 없도록 하고자 상기 방열판(153a,153b) 및 상기 PTC 히터(151a,151b)를 수용실(155)내에 수용 지지하는 지지 케이싱(157)과, 상기 온수 탱크(110)의 바닥부에 상기 온수 탱크(110)의 상기 물 저장실(113)과 구획되는 사방이 폐쇄된 공간부(158)를 형성하여 상기 공간부(158)에 상기 방열판(153a,153b) 및 상기 PTC 히터(151a,151b)를 수용 지지하는 지지 케이싱(157)을 물과 직접적으로 접촉됨이 없게 수용하면서 상기 온수 탱크(110)의 내저부에 고정되는 구획함체(159)로 구성되며, 상기 지지 케이싱(157)은 상기 구획함체(159)의 상부에 견실하게 고정된다.The PTC
상기 구획함체(159)는 도1의 표시로부터 확인되는 바와 같이, 저부만이 개방되고 사방은 폐쇄된 사각 통체로 구성하여 상기 PTC 히터 발열부(150)를 수밀적으로 포위하는 상태를 이루며 상기 온수 탱크(110)의 바닥부 측으로 고정 설치되어 상기 히터 지지 케이싱(157)을 고정할 수 있게 함과 아울러 상기 PTC 히터 발열부(150)로부터 발생되는 열이 상기 구획함체(159)의 밀폐된 공간부(158)에 저류되면서 온수 탱크(110)의 저장수를 가열하게 하는 방열 기능을 한다. 이러한 이유에서 상기 온수탱크(110)를 플라스틱으로 구성하는 경우 상기 구획함체(159)는 열전도율이 우수한 금속재질로 구성함이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the
도면 표시와 같이, 상기 발열 제어부(170)는, 상기 온수 탱크(110)의 저장수 의 수위를 검출하는 수위 검출센서(171)와 상기 수위 검출센서(171)에 의해 상기 온수 탱크(110)의 내부로 설정된 수위로 저장된 저장수의 온도가 설정치 이하로 떨어짐을 검출하는 저장수 온도 검출센서(173)와 상기 직수 입수구(131-1)의 인접부위에 설치되어 급수 온도를 검출하는 급수 온도 검출센서(175)와 상기 저장수 온도 검출센서(173)와 상기 급수 온도 검출센서(175)들로부터 검출되는 신호에 의하여 상기 PTC 히터 발열부(150)를 온 혹은 오프 상태로 제어하고, 또한 상기 수위 검출센서(171)로 부터 검출되는 신호에 의해 온수 탱크(110)의 저장수의 수위를 조절하도록 상기 개폐밸브(137)의 개폐를 제어하는 콘트롤러(177)로 구성하고 있다.As shown in the drawing, the heat
상기 실시 예에서 도면부호 115는 온수 탱크(110)에 저장되는 저장수의 오버시 오버되는 저장수를 출수하는 오버 출수구를 표시한 것이다.In the above embodiment, the
이러한 구성을 갖는 본 발명은, 상기 온수 탱크(110)의 물 저장실(113)측으로의 물 공급은, 수도관(미도시) 직결되는 상기 순환관(131)으로부터 급수관(133)을 통하여 실행할 수 있다. 상기 온수 탱크(110)의 물 저장실(113)의 수위 조절은 상기 수위 감지 센서(171)로부터 감지되는 수위 검출신호에 의한 상기 콘트롤러(177)의 급수밸브(137)의 온 혹은 오프작동에 의해 자동으로 조절된다.According to the present invention having such a configuration, the water supply to the
상기 온수 탱크(110)의 물 저장실(113)로 급수가 완료된 상태에서 수도관의 개방으로 차가운 물이 상기 순환관(131)의 직수 입수구(131-1)를 통과하는 순간, 상기 급수 온도 검출센서(175)로부터는 차가운 수돗물의 온도가 검출된다.When the water supply is completed in the
이때의 직수 온도 검출신호는 즉시 발열 제어부(170)의 콘트롤러(177)로 입력되고, 이때 상기 콘트롤러(177)는 상기 PTC 히터 발열부(150)의 PTC 히터(151a,151b)측으로 인가되는 전원을 제어하여 상기 PTC 히터(151a,151b)측으로 전류가 순간적으로 늘어나게 함으로써 상기 PTC 히터 발열부(150)를 경유하는 순환관(131)을 통해 유동하는 물을 빨리 데워지게 장시간이라도 온수 사용을 가능하게 한다. 상기 PTC 히터(151a,151b)의 특성은 익히 알려져 있는 바와 같이, 상기 PTC 히터(151a,151b)의 주변 온도가 낮아지면 전류가 많이 흐르고 온도가 높아지면 전류가 작게 흐르는 특성을 갖고 있는데, 본 발명에서는 상기 PTC 히터(151a,151b)의 특성을 이용한 것이다. At this time, the direct temperature detection signal is immediately input to the
상기 PTC 히터 발열부(150)로부터 발생되는 고열은 상기 PTC 히터 발열부(150)의 상기 순환관(131)을 경유하는 직수를 80℃로 가열한다. 상기 PTC 히터 발열부(150)를 경유하면서 80℃로 가열된 온수는 사용자로 하여금 온수 출수구(131-3)의 온수 수전(135)을 개방 여부에 따라 장시간이라도 즉각적인 온수 사용을 할 수 있게 한다. 상기 발열 제어부(170)에 의한 상기 PTC 히터 발열부(150)의 발열 제어는 직수 입수구(131-1)를 통한 직수(수돗물)가 공급되는 동안에는 계속적으로 실행되면서 직수를 소정온도(80℃)로 가열하여 온수로 만들게 된다.The high heat generated from the PTC
상기 순환관(131)을 경유하는 물을 가열하는 상기 PTC 히터 발열부(150)로 방열되는 고열 즉, 상기 구획함체(159)의 사방이 폐쇄된 공간부(158)에서 상기 PTC 히터 발열부(150)의 상기 PTC 히터(151a,151b) 및 알루미늄 방열판(153a,153b)과 그리고 알루미늄 방열판(153a,153b)으로부터 방열된 고온의 열에 의하여 가열되는 구획함체(159)로부터 방열되는 열은 상기 물 저장실(113)의 저장수를 50~80℃의 온수를 이루게 직접적으로 가열하고, 이렇게 가열된 상기 물 저장실(113)의 저장수는 상기 순환관(131)을 통과하는 직수를 또 한번 2차로 가열하는 열교환식의 간접가열 작용을 하여 상기 순환관(131)을 경유하는 1차적으로 가열 된 물을 다시 2차로 한번 더 가열하여 장시간이라도 온수 사용을 가능하게 하는 유리한 점이 있다.The heat generated by the PTC
상기 물 저장실(113)의 저장수 온도는 50~80℃를 유지하도록 하고 있는데, 예컨데 저장수 온도가 50℃ 미만으로 떨어지는 경우 상기 저장수 온도 검출센서(173)로부터 검출된 신호는 상기 발열 제어부(170)의 콘트롤러(177)로 신속히 입력되어, 상기 콘트롤러(177)로 하여금 즉시 상기 PTC 히터 발열부(150)를 작동하게 제어하여 상기 온수 탱크(110)의 저장수를 가열함으로써 저장수 온도를 50~80℃로 유지할 수 있게 하였다.The storage water temperature of the
이와는 반대로 상기 물 저장실(113)의 저장수 온도가 온도 검출센서(173)로부터 80℃를 초과함이 검출되는 경우에는, 이 때의 검출 신호 역시 즉각적으로 상기 PTC 히터 발열부(150)로 입력되어 상기 PTC 히터 발열부(150)의 작동을 오프하게 제어하여 상기 PTC 히터 발열부(150)의 발열 작용을 중단 시키도록 하였다.On the contrary, when it is detected that the storage water temperature of the
이러한 제어방법은 상기 발열 제어부(170)의 콘트롤러(177)에 미리 프로그래밍 한 일반적인 방법으로, 상기 물 저장실(113)의 저장수의 온도가 50~80℃를 항시 유지하도록 하여 상기 순환관(131)을 경유하는 직수를 2차적으로 가열하는 가열원으로 사용할 수 있게 하여,즉각적이면서 온수의 장시간 사용을 가능하게 하는 유리한 점이 있다.This control method is a general method pre-programmed in the
100 : PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기
110 : 온수 탱크
112 : 물 저장실
130 : 수관부
131 : 온수 순환관
131-1 : 직수 입수구
131-3 : 온수 출수구
133 : 급수관
137 : 급수밸브
150 : PTC 히터 발열부
151a,151b : PTC 히터
153a,153b : 방열판
157 : 지지 케이싱
158 : 공간부
159 : 구획함체
170 : 발열 제어부
171 : 수위 검출센서
173 : 저장수 온도 검출센서
175 : 급수 온도 검출센서
177 : 콘트롤러100: direct or indirect heating electric water heater using PTC heater
110: hot water tank
112: water reservoir
130: water pipe
131: hot water circulation pipe
131-1: Direct inlet
131-3: Hot water outlet
133: water supply pipe
137: water supply valve
150: PTC heater heating unit
151a, 151b: PTC Heater
153a, 153b: heat sink
157: support casing
158: space part
159: compartment
170: heat generating control unit
171: water level detection sensor
173: Storage water temperature sensor
175: water supply temperature sensor
177: controller
Claims (5)
상기 수관부에 설치된 PTC 히터 발열부; 및
상기 온수 탱크에 저장된 저장수 온도가 기준치 이하 혹은 이상이라는 검출신호 입력 혹은 상기 입수구로부터 직수의 온도 검출신호 입력에 따라서 상기 PTC 히터 발열부를 온 혹은 오프 상태로 제어하는, 상기 온수 탱크의 수위를 검출하는 수위 검출센서와 상기 수위 검출센서에 의해 상기 온수 탱크의 내부로 설정된 수위로 저장된 저장수의 설정치 온도를 검출하는 저장수 온도 검출센서와 상기 직수 입수구에 설치되어 급수 온도를 검출하는 급수 온도 검출센서와 상기 저장수 온도 검출센서와 상기 급수 온도 검출센서들로부터 검출되는 신호에 의하여 상기 PTC 히터 발열부를 온 혹은 오프 상태로 제어함과 아울러 상기 수위 검출센서로 부터 검출되는 신호에 의해 상기 급수밸브를 제어하여 상기 온수 탱크의 수위를 제어할 수 있게 한 콘트롤러로 구성된 발열 제어부를 포함하고,
상기 PTC 히터 발열부는, 상기 온수 탱크 내부의 바닥부로 위치되는 상기 온수 순환관의 일부위를 감싸는 형태로 설치되어 상기 직수 입수구로부터 입수되는 직수와 상기 온수 탱크의 저장수를 직접적으로 가열하는 1차 열원으로 제공되게 하는 방열판의 양측에 배치한 한쌍의 PTC 히터;
상기 수관부의 직수를 간접적으로 가열하는 2차 열원으로 제공되게 하는 상기 방열판및 상기 PTC 히터를 수용 지지하는 지지 케이싱; 및
상기 방열판 및 상기 PTC 히터와 이들을 수용 지지하는 상기 지지 케이싱을 상기 물 저장실과 구획되는 사방이 폐쇄된 공간부에 수용하면서 상기 온수 탱크의 바닥부 측으로 고정되어 상기 지지 케이싱을 고정할 수 있게 하는 구획함체;를 포함하고,
상기 온수 탱크는 상부, 전후 및 좌우측부는 플라스틱 재질로 그리고 저부 만은 상기 구획함체와 같이 열 전도율이 우수한 금속판으로 구성하여, 상기 PTC 히터 발열부로부터 발생되는 열이 금속 재질의 상기 구획함체를 통해 상기 온수 탱크의 내부의 저장수로 신속히 전열되게 한 것을 특징으로 하는 PTC히터를 이용한 직간접 가열식 전기 온수기.
The hot water circulation pipe and the direct water which have a predetermined length of a pipe having a direct water inlet directly connected to the water pipe and a hot water outlet for exposing the water reservoir having a predetermined width to the outside of the hot water tank in a circulating manner inside and outside the hot water tank. The water supply pipe installed in the water supply pipe and the water supply pipe connected directly to the hot water circulation pipe are branched to form a state in contact with the hot water circulation pipe from an adjacent position of the direct water intake port so that water supplied through the water inlet can be supplied to the hot water tank. A water pipe part composed of a water supply valve for controlling;
A PTC heater heating unit installed in the water pipe unit; And
Detecting the water level of the hot water tank to control the PTC heater heating unit on or off in accordance with a detection signal input that the stored water temperature stored in the hot water tank is below or above the reference value or the temperature detection signal input from the water inlet A storage water temperature sensor for detecting a set point temperature of the storage water stored at the level set by the water level detection sensor and the water level detection sensor, and a water supply temperature detection sensor installed at the water inlet; By controlling the PTC heater heating unit in the on or off state by the signal detected from the storage water temperature sensor and the water supply temperature detection sensors, the water supply valve is controlled by a signal detected from the water level detection sensor With a controller to control the water level of the hot water tank Generated includes a heating control unit,
The PTC heater heating unit is installed in such a way as to surround a portion of the hot water circulation pipe positioned at the bottom of the hot water tank, and directly heats the water directly received from the water inlet and the storage water of the hot water tank. A pair of PTC heaters disposed on both sides of the heat sink to be provided;
A support casing for receiving and supporting the heat sink and the PTC heater to be provided as a secondary heat source for indirectly heating the water pipe portion indirectly; And
Compartment enclosure for holding the heat sink and the PTC heater and the support casing for holding them in the closed space partitioned from the water storage compartment to be fixed to the bottom side of the hot water tank to fix the support casing Including;
The hot water tank is formed of a plastic material having an upper portion, front and rear sides, and a left and right portion of the hot water tank, and the bottom portion is made of a metal plate having excellent thermal conductivity, such as the compartment enclosure. Direct and indirect heating electric water heater using a PTC heater, characterized in that the heat is quickly transferred to the storage water inside the tank.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180092500A KR102066357B1 (en) | 2018-08-08 | 2018-08-08 | Directly and Indirectly Heated Water Heater Using PTC Heater |
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KR102066357B1 true KR102066357B1 (en) | 2020-01-14 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116007198A (en) * | 2021-09-18 | 2023-04-25 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | Electric water heater, control method and device thereof and storage medium |
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-
2018
- 2018-08-08 KR KR1020180092500A patent/KR102066357B1/en active IP Right Grant
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