KR102368915B1

KR102368915B1 - 이온 제거키트

Info

Publication number: KR102368915B1
Application number: KR1020210140664A
Authority: KR
Inventors: 이수영; 손승길
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US20220009802A1; WO2020105921A1; KR20200058854A; KR20210129022A; KR20220027137A

Abstract

본 발명에 따른 이온 제거키트는, 키트 케이스; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로로부터 상기 원수를 공급받아 상기 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기 탈이온 방식으로 제거하여, 상기 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 원수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 메인 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로; 상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및 상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 수요처에 원수가 공급되는 것이 차단되었을 때 상기 필터 유로의 내부 압력인 제1 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시킨다.

Description

이온 제거키트 {ION REMOVING KIT}

본 발명은 물에 포함된 이온성 물질을 제거하는 이온 제거키트에 관한 것이다.

일반적인 수돗물에는 칼슘 이온(Ca²⁺)이나 마그네슘 이온(Mg²⁺) 등의 이온성 물질이 포함되어 있다. 이온성 물질을 포함하는 물은 피부나 섬유에 손상을 일으킬 수 있다. 또한, 칼슘 이온(Ca²⁺)은 열에 의해, 또는 열에 의해 발생한 기포로 인한 공간에서 탄산 칼슘(CaCO₃)으로 석출될 수 있으며, 석출된 탄산 칼슘(CaCO₃)은 물이 유동하는 파이프 등에 고착될 수 있다. 탄산칼슘의 고착은 열의 불균일한 전달을 초래하여 국부적인 과열을 발생시킬 수 있고, 국부적인 과열은 열 응력으로 인해서 파이프나 열교환기에 균열(크랙)을 발생시킬 수 있다. 이는 수돗물이 흐르는 파이프 등을 사용하는 장치에 있어 내구성의 악화나, 수명의 감소를 초래한다. 또한 이온성 물질이 포함되어 있는 경수가 세안 등을 위해 공급되는 경우, 비누가 잘 풀리지 않거나 피부에 자극을 준다는 문제가 있다.

따라서 이온성 물질을 포함하는 물에서 이온성 물질을 제거하는 연수 장치가 사용되고 있고, 수돗물을 연수화 할 수 있는 장치가 보일러 등의 물 가열기에 일체화되어 제공된다. 그러나 이러한 연수 장치를 사용하기 위해서는, 전체 배관을 통째로 교체해야 하거나, 물 가열기 전체를 연수 장치를 포함하는 새로운 물 가열기로 교체해야 한다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이온성 물질을 제거할 수단을 구비하지 않은 수요처에 제공되거나 그러한 수단을 구비하지 못한 상태에서 순환하는 원수로부터 이온성 물질을 제거하는 이온 제거키트를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트는, 키트 케이스; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로로부터 상기 원수를 공급받아 상기 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기 탈이온 방식으로 제거하여, 상기 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 원수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 메인 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로; 상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및 상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 수요처에 원수가 공급되는 것이 차단되었을 때 상기 필터 유로의 내부 압력인 제1 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시킨다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 제거키트는, 키트 케이스; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 물을 가열하여 순환시키거나 배출하는 물 가열기에 원수를 공급하기 위한 메인 유로로부터 상기 원수를 공급받아 상기 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 의해 제거하여, 상기 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 원수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 메인 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로; 상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및 상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 물 가열기에 원수가 공급되는 것이 차단되었을 때의 상기 필터 유로의 내부 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시킨다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 제거키트는, 키트 케이스; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 물을 가열하여 순환시킴으로써 난방을 제공하는 보일러의 내부에 구비되고 난방 대상에 난방을 제공하는 난방 유로와 함께 난방수가 순환하는 순환 유로를 형성하는 내부 유로로부터 상기 난방수를 공급받아, 상기 공급받은 난방수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 의해 제거하여, 상기 난방수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 난방수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로; 상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 내부 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로; 상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및 상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 난방수가 순환하는 것이 중단되었을 때의 상기 필터 유로의 내부 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시킨다.

이에 따라, 전체 배관이나 장치의 교체 없이도 이온 제거키트를 설치함으로써, 이온성 물질을 제거할 수 있는 수단을 구비하지 않은 수요처에도 용이하게 연수의 공급이 가능하다.

이온 제거키트를 통해 흐르는 물의 상태를 기초로, 이온 제거키트의 작동을 효율적으로 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 제거키트를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 2는 도 1의 이온 제거키트의 필터 유닛을 통해서 원수를 연수화할 때 원수와 연수의 흐름을 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 CDI 방식에서 이온이 제거되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다.
도 4는 도 1의 이온 제거키트의 필터 유닛을 재생하는 경우의 원수의 흐름을 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 5는 CDI 방식에서 전극이 재생되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이온 제거키트를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이온 제거키트를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 다른 예시적인 이온 제거키트를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 예시적인 이온 제거키트를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트를 이용한 물 가열기를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트를 이용한 상업용 보일러 시스템을 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트를 내장한 보일러를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 13과 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트를 메인 유로에 설치하는 설치과정에 대해서 도시한 개념도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합", "연통" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합", "연통" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 제거키트(1)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 제거키트(1)는, 키트 케이스(10), 필터 유닛(40), 필터 유로(21), 출수 유로(22) 및 제어부(C)를 포함한다. 이온 제거키트(1)는 메인 유로(100)에 연결된다.

메인 유로(100)

메인 유로(100)는 수요처에 원수를 공급하기 위한 유로이다. 따라서 내부를 따라 물이 유동할 수 있는 파이프에 의해 메인 유로(100)가 형성될 수 있다. 메인 유로(100)를 따라 원수가 유동하며, 후술할 필터 유닛(40)에 의해서 원수가 연수화되어 제공되는 연수가 메인 유로(100)를 따라서 마찬가지로 유동할 수 있다.

메인 유로(100) 내에서, 물은 일 방향을 따라 흐른다. 이러한 메인 유로(100) 내에서의 물의 유동방향(D)을 기준으로 가장 하류에는 수요처가 연결되어, 원수 또는 연수가 수요처에 전달된다. 즉 메인 유로(100)와 이온 제거키트(1)는 수요처의 유입구보다 상류측에 마련된다.

본 발명의 이온 제거키트(1)에 연결된 메인 유로(100)가 물을 전달하는 수요처는 외부로 물이 배출되는 것을 조절하는 수전이나 샤워헤드일 수 있으나, 그 종류는 이에 제한되지 않으며, 연수, 연수가 섞인 원수 또는 원수가 공급되어야 하는 곳이라면 수요처가 될 수 있다.

메인 유로(100) 상의 임의의 일 개소에 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 제거키트(1)가 연결되어, 메인 유로(100)를 따라 흐르는 원수가 이온 제거키트(1)로 공급될 수 있다. 반대로 이온 제거키트(1)에서 생성된 연수가 상기 일 개소를 통해서 메인 유로(100)로 제공될 수도 있다. 그러나 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 일 개소보다 물의 유동방향(D)을 기준으로 하류에 위치하는 타 개소에 마찬가지로 이온 제거키트(1)가 연결되어, 일 개소를 통해서는 원수가 메인 유로(100)로부터 이온 제거키트(1)로 제공되고, 타 개소를 통해서는 이온 제거키트(1)에서 생성된 연수가 이온 제거키트(3)로부터 메인 유로(100)로 제공될 수도 있다.

메인 유로(100)에는 메인 유로(100)를 통해서 흐르는 원수의 흐름을 차단하거나, 그 유량을 조절하는 메인 밸브(103)가 더 배치될 수 있다.

키트 케이스(10)

키트 케이스(10)는, 후술할 필터 유닛(40), 필터 유로(21), 출수 유로(22), 제어부(C) 및 기타 구성들을 내부에 수용하기 위한 구성요소이다. 키트 케이스(10)는 일반적으로 속이 빈 직육면체의 형상으로 형성될 수 있으나, 키트 케이스(10)의 형상이 이와 같은 형상으로 한정되는 것은 아니다. 후술할 물 가열기 케이스(12) 및 보일러 케이스(13)도 기본적으로 키트 케이스(10)와 유사 또는 동일하다.

키트 케이스(10)에는 입수구(1001)와 출수구(1002)가 구비된다. 입수구(1001)는 메인 유로(100)로부터 원수를 공급받기 위한 개구이다. 출수구(1002)는 필터 유닛(40)에 의해 생성된 연수를 포함하는 물을 메인 유로(100)로 전달하기 위한 개구이다. 따라서 입수구(1001)와 출수구(1002)를 통해 원수 또는 연수를 포함하는 물이 유동한다.

본 발명의 이온 제거키트(1)는 연결관(104, 105)을 더 포함할 수 있다. 연결관(104, 105)은 키트 케이스(10)에 구비된 입수구(1001)와 출수구(1002)를 메인 유로(100)와 연결하는 구성요소이다. 따라서 연결관(104, 105)은 입수 연결관(104)과 출수 연결관(105)의 2개로 구성되어, 입수구(1001)와 출수구(1002)에 각각 연결될 수 있다.

입수구(1001)와 출수구(1002)는 연결관(104, 105)의 일단에 각각 분리 가능하게 연결될 수 있다. 각 연결관(104, 105)의 타단은 메인 유로(100)에 연결된다. 그러나 각 연결관(104, 105)의 일단은 입수구(1001)와 출수구(1002)로부터 연장되어 키트 케이스(10)와 일체로 형성되거나 키트 케이스(10)에 용이하게 분리할 수 없도록 결합될 수 있으며, 각 연결관(104, 105)의 타단이 메인 유로(100)에 대해 분리 가능하게 결합되는 경우도 가능하다.

입수구(1001)와 출수구(1002)는, 키트 케이스(10)의 내부에서 필터 유로(21), 필터 유닛(40) 및 출수 유로(22)를 통해서 연결될 수 있다. 또한 입수구(1001)와 출수구(1002)는 제3 실시예에서 후술할 바이패스 유로(도 7의 25)를 통해서 바로 연결될 수도 있다. 따라서 입수구(1001)를 통해서 이온 제거키트(1) 내부로 유입된 원수가, 각각의 유로 및 필터 유닛(40)을 거쳐서 출수구(1002)를 통해서 배출된다.

키트 케이스(10)에는, 입수구(1001)와 출수구(1002) 외에도 배수 유로(23)가 관통하는 배수구가 더 구비될 수 있다. 배수구를 통해서 필터 유닛(40)을 재생시킨 폐수가 배출될 수 있다.

필터 유닛(40)

필터 유닛(40)은 원수가 포함하는 이온성 물질의 적어도 일부를 제거하는 구성요소이다. 필터 유닛(40)은 키트 케이스(10)의 내부에 구비되되, 수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로(100)로부터 원수를 공급받아, 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기 탈이온 방식으로 제거한다. 따라서 필터 유닛(40)으로부터 배출되는 물은, 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수이다.

보다 구체적으로, 이온성 물질을 제거하는 방식 중에 전기 탈이온 방식이 있다. 전해질 중의 하전입자에 직류전압이 작용하면, 양의 하전입자는 음극으로 이동하고, 음의 하전입자는 양극으로 이동한다. 이를 전기영동(electrophoresis)이라 한다. 전기 탈이온 방식은 전기적인 힘(전기영동)의 원리를 바탕으로 전극이나 이온교환막 등을 통해서 물 속의 이온(이온성 물질)을 선택적으로 흡착하거나 이동시켜 제거하는 방식을 말한다.

전기 탈이온 방식에는, ED(Electrodialysis), EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization) 등의 방식이 있다. ED 방식의 필터 유닛(40)은, 전극과 이온교환막을 구비한다. 그리고 EDI 방식의 필터 유닛(40)은, 전극, 이온교환막 및 이온교환수지를 구비한다. 이에 반해 CDI 방식의 필터 유닛(40)은 이온교환막이나 이온교환수지를 모두 구비하지 않거나, 또는 이온교환수지를 구비하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 필터 유닛(40)은, 전기 탈이온 방식 중 축전식 탈이온(CDI) 방식으로 이온성 물질을 제거할 수 있다. CDI 방식은 전기적인 힘에 의해, 전극의 표면에서 이온(또는 이온성 물질)이 흡착되고 탈착되는 원리를 이용하여 이온을 제거하는 방식을 말한다. CDI 방식을 이용해 필터 유닛(40)이 원수로부터 이온성 물질을 제거하거나 재생되는 구체적인 원리에 대해서는, 도 3 및 도 5에 대한 설명에서 후술한다.

필터 유닛(40)이 어떻게 작동할 것인지는, 후술할 제어부(C)가 결정한다. 따라서 필터 유닛(40)은 제어부(C)가 송신하는 전기적 신호인 제어 신호를 전달받아, 그에 따라 작동할 수 있도록, 제어부(C)와 도전성의 신호선을 통해 연결될 수 있다. 또한 제어부(C)가 필터 유닛(40)과 동일한 기판에 설치되어, 기판을 통해 필터 유닛(40)에 제어 신호를 전달할 수도 있다.

필터 유로(21)

필터 유로(21)는 메인 유로(100)로부터 공급된 원수를 필터 유닛(40)으로 전달하는 구성요소이다. 따라서 필터 유로(21)의 일단에는 입수구(1001)가 연결되고, 타단에는 필터 유닛(40)이 연결된다. 키트 케이스(10) 내부에 있는 필터 유닛(40)과 입수구(1001)를 연결하므로, 필터 유로(21)는 키트 케이스(10)의 내부에 구비된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 제거키트(1)의 필터 유로(21)에는, 압력획득부(312)가 배치될 수 있다. 압력획득부(312)는 필터 유로(21)를 통해서 유동하는 원수의 압력을 알기 위해, 필터 유로(21)의 내부 압력을 획득하는 구성요소이다. 여기서 압력획득부(312)가 내부 압력을 획득하는 방법은, 압력센서 등을 이용하여 직접 필터 유로(21) 내부의 압력을 측정하는 방법과, 압력이 아닌 다른 수치를 측정하여 그로부터 필터 유로(21) 내부의 압력을 산출하는 방법을 포함한다. 압력획득부(312)는 제어부(C)에 전기적으로 연결되어, 압력획득부(312)가 획득한 내부 압력값에 대응되는 전기적 신호를 제어부(C)에 전달할 수 있다.

또한 이온 제거키트(1)에는 정유량 밸브(313)가 배치될 수 있다. 정유량 밸브(313)는 제어부(C)의 제어에 의해, 필터 유로(21)의 개도를 조절하여 필터 유로(21)를 통해 흐르는 원수의 유량과 압력을 조절하는 밸브이다.

정유량 밸브(313)는 제어부(C)에 전기적으로 연결되어, 제어부(C)가 생성한 제어 신호가 정유량 밸브(313)에 전달될 수 있다. 구체적인 제어방법에 대해서는 도 2에 대한 설명에서 후술한다.

또한 이온 제거키트(1)에는 전단 TDS센서(315)가 배치될 수 있다. 전단 TDS센서(315)는 필터 유로(21)를 통해 필터 유닛(40)으로 전달되는 원수에 포함된 TDS(총용존고형물, Total Dissolved Solid)를 획득하는 센서이다. 물에 포함된 이온성 물질의 양을 직접 획득하는 것, 즉 물의 경도를 직접 측정하는 것은 어려울 수 있다. 물의 TDS가 높다는 것은 물 중의 이온성 물질이 많다는 것을 의미할 수 있다. 즉 물의 TDS에 기초해서 물에 포함된 이온성 물질의 양을 추정할 수 있다. 구체적인 제어 방법에 대해서는 도 2에 대한 설명에서 후술한다.

출수 유로(22)

출수 유로(22)는 원수로부터 필터 유닛(40)이 이온성 물질을 적어도 일부 제거해 생성된 연수를, 필터 유닛(40)으로부터 메인 유로(100)로 전달하는 구성요소이다. 따라서 출수 유로(22)의 일단에는 출수구(1002)가 연결되고, 타단에는 필터 유닛(40)이 연결된다. 키트 케이스(10) 내부에 있는 필터 유닛(40)과 출수구(1002)를 연결하므로, 출수 유로(22)는 키트 케이스(10)의 내부에 구비된다.

출수 유로(22)에는 배수 유로(23)가 더 연결될 수 있고, 배수 유로(23)와 출수 유로(22)를 출수 밸브(314)가 연결할 수 있다. 배수 유로(23)를 통해서는, 필터 유닛(40)을 재생시킨 폐수가 배출될 수 있다. 출수 밸브(314)는 세 유로의 유체 흐름을 제어할 수 있는 삼방 밸브로 형성될 수 있다. 따라서 출수 밸브(314)는 출수 유로(22)를 따라서 필터 유로(21)로부터 배출된 물이 메인 유로(100)로 배출되게 하거나, 배수 유로(23)를 따라서 필터 유로(21)로부터 배출된 물이 외부로 배출되도록 할 수 있다. 출수 밸브(314)의 이러한 제어는, 제어부(C)에 의해서 이루어질 수 있다. 따라서 출수 밸브(314) 역시 제어부(C)와 전기적으로 연결될 수 있고, 전동식으로 개폐가 결정될 수 있다.

제어부(C)

제어부(C)는 키트 케이스(10)의 내부에 구비되고, 필터 유닛(40) 및 이온제거키트(1)를 구성하는 기타 구성요소들을 제어하는 구성요소이다. 따라서 제어부(C)는 이온 제거키트(1)를 구성하는 각각의 구성요소들과 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 송신하거나 수신할 수 있다.

제어부(C)는 각종 센서 등으로부터 획득된 값으로부터 연산을 수행하고 제어 신호를 생성하여 각 구성요소로 전달해야 하므로, 논리 연산이 가능한 프로세서를 적어도 하나 포함한다. 제어부(C)의 프로세서로는 FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit)이나 CPU(Central Processing Unit)과 같은 마이크로프로세서가 사용될 수 있으나, 그 종류는 이에 제한되지 않는다.

또한 제어부(c)는 각 구성요소들의 제어를 위한 명령을 프로세서에서 생성하기 위한 기초가 되는 복수의 제어명령(instruction)을 저장하는 메모리를 포함한다. 프로세서가 메모리로부터 제어명령을 수신하고 각 구성요소를 제어하기 위한 전기적 신호를 수신한 제어명령을 기초로 생성하도록, 프로세서는 프로그램될 수 있다. 메모리는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 휘발성 매체, 비휘발성 매체 등과 같은 데이터 스토어일 수 있으나, 그 종류는 이에 제한되지 않는다.

제어부(C)는 도시된 것과 같이 필터 유닛(40)과 별도로 형성될 수도 있으나, 필터 유닛(40)과 일체로 형성되어, 필터 유닛(40)과 동일한 기판에 설치될 수도 있다.

제어부(C)는 필터 유닛(40)을, 입수구(1001)로 유입되는 원수의 상태나 출수구(1002)로 배출될 물의 상태를 기초로 제어할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는, 제어부(C)는 필터 유로(21)에 설치된 압력획득부(312)가 획득한 필터 유로(21)의 내부 압력값으로부터 판단한 내용을 기초로, 필터 유닛(40)의 동작을 제어한다.

또한 제어부(C)는, 필터 유닛(40)으로 공급되는 원수의 TDS와, 출수구(1002)에서 배출되는 물의 TDS 중의 적어도 어느 하나를 획득하는 TDS센서가 획득한 TDS에 기초해서, 출수구(1002)에서 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록 필터 유닛(40)을 제어할 수 있다. 여기서 TDS 센서는, 도 1의 전단 TDS센서(315)와, 도 7의 제3 실시예에 대한 설명에서 설명될 후단 TDS 센서(331)를 포함한다.

이온 제거키트(1)는 소정 정보를 표시하는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 제어부(C)와 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치를 포함하여, 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS를 사용자가 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.

이온 제거키트(1)는 입력부(미도시)를 포함할 수 있다. 입력부는 제어부(C)와 전기적으로 연결되는 다이얼 등의 입력장치를 포함하여, 사용자로부터 수행시간을 입력받아 제어부(C)에 전달할 수 있다. 제어부(C)에 전달된 수행시간은, 필터 유닛(40)이 제거모드를 수행하는 시간으로 사용될 수 있다.

이온 제거키트(1)는 통신 모듈(미도시)를 포함할 수 있다. 통신 모듈은 도 10에서 설명되는 물 가열기(도 10의 6) 등과 통신이 가능한 모뎀 등을 포함하여, 물 가열기(도 10의 6)로부터 식별자를 수신할 수 있다. 통신 모듈은 WIFI 등의 방식으로 통신이 가능한 무선 모뎀일 수 있으나, 통신 방식은 IR 발광부와 수광부를 포함하는 센서를 이용해 수행될 수도 있으며, 그 구성이 이에 제한되지 않는다.

통신 모듈은 제어부(C)와 전기적으로 연결되어, 수신한 식별자가 유효한 식별자일 때, 필터 유닛(40)이 작동하도록 필터 유닛(40)에 전원을 공급할 수 있다. 식별자란 물 가열기가 인증된 판매원으로부터 판매된 것임을 입증하기 위해 사용되는 것으로, 물 가열기가 포함하는 저장매체에 저장되어, 통신 모듈을 통해 필터 유닛(40)의 제어에 사용된다. 만일 인증된 판매원으로부터 판매된 물 가열기여서 통신 모듈이 수신한 식별자가 유효한 식별자라면, 올바른 물 가열기에 필터 유닛이 연결된 것이므로, 필터 유닛(40)이 작동한다. 인증된 판매원으로부터 판매된 물 가열기가 아니어서 식별자가 유효하지 않다면 필터 유닛(400)은 작동하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 이온 제거키트(1)의 필터 유닛(40)을 이용해 원수를 연수화하는 경우, 물의 흐름에 대해서 설명한다.

도 2는 도 1의 이온 제거키트(1)의 필터 유닛(40)을 통해서 원수를 연수화할 때 원수와 연수의 흐름을 개념적으로 도시한 개념도이다. 도 3은 CDI 방식에서 이온성 물질이 제거되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 제거키트(1)는, 메인 유로(100)상의 일 개소인 입수점(101)과, 메인 유로(100) 상의 타 개소이자 일 개소보다 유동방향(D)을 기준으로 하류에 위치하는 출수점(102)에서 메인 유로(100)에 연결된다. 따라서 입수점(101)으로부터 이온 제거키트(1)의 필터 유로(21)로, 입수구(1001)와 입수 연결관(104)을 통해 원수의 적어도 일부가 전달된다. 원수의 일부는 필터 유로(21)로 전달되고, 나머지 원수는 메인 유로(100)를 따라서 계속 유동하거나, 원수의 전부가 필터 유로(21)로 전달될 수 있다.

달리 표현하여, 메인 유로(100)에는 제1 위치와 제2 위치가 존재한다. 제1 위치에서 메인 유로(100)는 필터 유로(21)와 직접 또는 간접적으로 연통되고, 제2 위치에서 메인 유로(100)는 출수 유로(22)와 직접 또는 간접적으로 연통된다. 즉 제2 위치는 원수의 유동방향을 기준으로 제1 위치보다 하류측에 위치하되, 출수점(102)일 수 있고, 제1 위치는 입수점(101)일 수 있다.

필터 유로(21)로 전달된 원수는, 전처리 필터(311)를 거칠 수 있다. 전처리 필터(311)는 필터 유로(21)에 배치되는 구성요소로, 원수를 전기 탈이온 방식으로 연수화 하기 전에, 이온 제거 외의 정수작업을 실시하는 필터이다. 따라서 전처리 필터(311)로는 미세 불순물과 잔류 염소(Cl₂)를 제거할 수 있는 활성탄 필터가 사용될 수 있으나, 그 종류는 이에 제한되지 않는다.

전처리 필터(311)를 거쳐 정수된 원수가 필터 유로(21)를 따라서 유동해서, 필터 유닛(40)에 도달한다. 이 때, 원수는 필터 유닛(40)보다 상류에 위치한 압력획득부(312)와 정유량 밸브(313)를 거쳐 유동할 수 있다. 압력획득부(312)는 필터 유로(21) 내의 내부 압력을 획득하여 제어부(C)로 전달한다.

필터 유닛(40)에 전달된 원수가 포함하는 이온성 물질의 적어도 일부는, 필터 유닛(40)에 의해서 제거된다. 도 3에 도시된 것과 같이, 전극에 전압이 인가된 상태에서, 이온을 포함하는 물이 전극의 사이를 통과하면, 음이온은 양극으로 이동하게 되고, 양이온은 음극으로 이동하게 된다. 즉, 흡착이 일어나게 된다. 이와 같은 흡착으로 물 중에서 이온이 제거될 수 있다. 이와 같이 필터 유닛(40)이, 필터 유닛(40)을 통과하는 물 중의 이온(이온성 물질)을 전극을 통해 제거하는 모드를 이하에서 제거모드라고 한다.

제어부(C)는 압력획득부(312)로부터 획득된 압력값을 전달받아, 상기 압력값을 기초로 필터 유닛(40)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 압력획득부(312)에서 획득된 필터 유로(21)의 내부 압력이, 소정의 압력인 제1 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛(40)에 전원을 인가하여 필터 유닛(40)이 작동함으로써 제거모드가 수행될 수 있도록, 제어부(C)가 작동할 수 있다.

여기서 제1 압력은, 수요처에 원수가 공급되는 것이 차단된 때 필터 유로(21)의 내부 압력과 같을 수 있다. 수요처에서 물을 사용하지 않을 때에는, 원수가 수원으로부터 공급되는 압력은 존재하나 수요처가 막혀 물이 배출되지 않는 상태이므로, 일정한 압력인 제1 압력 상태가 메인 유로(100) 및 필터 유로(21)에서 유지된다. 이런 상황에서 수요처에서 물을 배출하여 사용하는 것이 시작되면, 물이 흐르기 시작하므로 메인 유로(100) 및 필터 유로(21)의 내부 압력이 제1 압력보다는 작아진다. 수요처에서 물이 사용될 때, 필터 유닛(40)이 제거모드로 구동될 수 있도록, 제어부(C)가 제1 압력보다 낮은 압력을 필터 유로(21)의 내부 압력이 가질 때 필터 유닛(40)에 전원을 인가하는 것이다.

또한 제어부(C)는 정유량 밸브(313)를 제어하여 필터 유로(21)의 내부 압력과 유량을 조절할 수 있다. 제어부(C)가 전달받는, 필터 유로(21)를 통해 유동하는 원수의 유량이 소정의 유량인 제1 유량으로 유지되도록, 제어부(C)는 정유량 밸브(313)를 제어해 필터 유로(21)의 개도를 조절할 수 있다. 또한 정유량 밸브(313)가 제어되어 필터 유로(21)의 내부 압력값이 소정의 압력인 제2 압력 이하로 유지될 수 있다. 이렇게 필터 유로(21)를 유동하는 원수의 유량을 일정하게 유지시킴에 따라, 후술할 필터 유닛(40)이 제거모드를 수행하는 시간을 제어하는 것 만으로도, 출수구(1002)로 배출될 물의 TDS를 기준 후단 TDS 이하로 만들 수 있다.

제어부(C)는, 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS에 기초해서, 출수구(1002)를 통해서 배출될, 연수를 포함하는 물의 TDS가 소정의 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 필터 유닛(40)이 상기 제거모드를 수행하는 시간을 제어할 수 있다. 기준 후단 TDS는, 수요처에 공급되기에 알맞은 TDS 값으로 결정될 수 있다.

구체적으로, 제어부(C)는 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS가 클수록, 필터 유닛(40)이 제거모드를 수행하는 시간을 단축시킬 수 있다. 전기 탈이온 방식을 이용할 경우, 전극이 제거할 수 있는 이온성 물질의 양에 한계가 있으므로, 높은 TDS를 가지는 원수가 필터 유닛(40)에 공급되는 경우, 비교적 작은 TDS값을 가지는 원수가 공급될 경우와 비교하여 더 빠른 시점에 전극이 포화될 수 있다. 따라서 제거모드를 수행하는 시간을 짧게 하고 바로 전극을 재생하는 재생모드를 수행함으로써, 제거모드 중에도 이온성 물질이 제거되지 않은 상태로 원수가 출수 유로(22)를 통해 메인 유로(100)로 배출되는 상황을 방지할 수 있고, 목표되는 기준 후단 TDS의 연수를 필터 유닛(40)이 생산할 수 있다.

제어부(C)는 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS값에 따라 제거모드를 수행하는 시간을 단축시킨다 하더라도, 재생모드를 수행하는 시간은 그대로 유지시킬 수 있다. 그러나 제어부(C)는, 제거모드를 수행하는 시간을 단축시키는 경우, 재생모드를 수행하는 시간 역시 같이 단축시킬 수 있다. 이와 같이 재생모드를 수행하는 시간을 단축하는 경우에, 제어부(C)는 재생모드를 수행하는 시간을 단축하지 않는 경우와 비교하여 더 높은 전압을 필터 유닛(40)에 인가하여 작동시킨다. 필터 유닛(40)에 높은 전압이 인가됨에 따라, 동일한 시간동안 더 많이 전극이 재생될 수 있다. 따라서 제거모드가 수행되는 시간과 재생모드를 수행하는 시간을 합한 필터 유닛(40)의 작동 주기를, 제어부(C)가 전체적으로 단축시킬 수 있다. 재생모드에 대한 자세한 설명은, 도 5에 대한 설명에서 후술한다.

필터 유닛(40)이 생성한 연수는, 출수 유로(22)로 배출된다. 출수 유로(22)에 배치된 출수 밸브(314)는, 필터 유닛(40)으로부터 배출된 연수가 배수 유로(23)로 유동하지 않도록 개폐되어, 출수 유로(22)를 통해 연수가 출수구(1002)로 전달된다. 출수구(1002)에 연결된 출수 연결관(105)을 통해 출수점(102)으로 연수가 배출된다. 따라서 출수점(102)에서는 연수와 원수가 만나서 섞여 혼합수가 되어 수요처로 전달될 수 있다. 그러나 만일 메인 밸브(103)를 잠근 경우라면, 연수만이 수요처로 전달될 수 있고, 필터 유닛(40)이 제거모드에 있지 않고 메인 밸브(103)가 개방된 상태라면, 원수만이 메인 유로(100)를 통해 수요처로 전달될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 이온 제거키트(1)의 필터 유닛(40)의 전극을 재생하는 경우의 물의 흐름에 대해서 설명한다.

도 4는 도 1의 이온 제거키트(1)의 필터 유닛(40)을 재생하는 경우의 원수의 흐름을 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 5는 CDI 방식에서 전극이 재생되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다.

도면을 참조하면, 필터 유닛(40)을 재생할 때에도 필터 유닛(40)을 이용해 연수를 생성할 때와 유사하게 원수가 필터 유로(21)로 메인 유로(100)로부터 전달된다. 따라서 필터 유닛(40)까지 원수가 전달되는 과정에 대해서는, 도 2에 대한 설명에 갈음한다.

필터 유닛(40)이 포함하는 전극의 흡착 용량은 제한적이다. 따라서 흡착이 계속되면 전극은 더 이상 이온을 흡착할 수 없는 상태에 이르게 된다. 이를 막기 위해, 전극에 흡착된 이온을 탈착시켜 전극을 재생시킬 필요가 있다. 이를 위해, 에, 도 5에 도시된 것과 같이, 전극에 제거모드 때와는 반대 전압을 인가하거나, 전압을 인가하지 않을 수 있다. 이와 같이 필터 유닛(40)이 전극을 재생하는 모드를 재생모드라 한다. 재생모드는 제거모드의 전이나 후에 수행되어, 서로 교번적으로 수행될 수 있는데, 재생모드와 제거모드가 수행되는 시간은 다양하게 설정될 수 있다.

필터 유닛(40)이 재생모드에 있으므로, 필터 유닛(40)으로 전달된 원수는 필터 유닛(40)에 의해서 연수화되는 것이 아니라, 필터 유닛(40)의 전극을 재생하는데 사용된다. 따라서 필터 유닛(40)에 전달된 원수의 이온성 물질의 농도는, 재생모드에서 필터 유닛(40)을 통과함에 따라 증가한다.

이온성 물질의 농도가 증가한 물이 출수 유로(22)로 배출된다. 재생 모드에서는 출수 유로(22)로부터 배수 유로(23)로 물이 유동하는 것은 허용하고, 출수 유로(22)를 통해 메인 유로(100)로 물이 유동하는 것은 차단하도록 출수 밸브(314)가 개폐될 수 있다. 따라서 배수 유로(23)를 통해 외부로, 이온성 물질의 농도가 증가한 물이 배출된다. 수요처로는 원수만이 메인 유로(100)에 의해 공급될 수 있는 상태가 된다. 이 때, 수원으로부터 공급된 물이 전부 필터 유닛(40)이 포함하는 전극의 재생에만 사용되어, 수요처로 원수가 공급되지 않을 수도 있다.

제2 실시예

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이온 제거키트(2)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이온 제거키트(2)의 필터 유로(21)에는, 필터 유량획득부(321)가 배치될 수 있다. 제2 실시예의 이온 제거키트(2)는, 제1 실시예의 이온 제거키트(1)와 매우 유사하므로, 차이가 있는 부분에 대해서만 후술하고 나머지 중복되는 구성요소에 대한 설명은 제1 실시예에 대한 설명에 갈음한다.

필터 유량획득부(321)는, 필터 유로(21)를 통해 유동하는 원수의 유량을 획득하는 구성요소이다. 여기서 필터 유량획득부(321)가 원수의 유량을 획득하는 방법은, 유량 센서를 이용해 직접 필터 유로(21) 내에서 흐르는 원수의 유량을 측정하는 방법과, 유량이 아닌 다른 수치를 측정하여 그로부터 필터 유로(21) 내에서 유동하는 원수의 유량을 산출하는 방법을 포함한다.

제어부(C)는 필터 유량획득부(321)로부터 획득된 유량값을 전달받아, 상기 유량값을 기초로 필터 유닛(40)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 필터 유량획득부(321)에서 획득된 필터 유로(21)에서의 원수의 유량값이 0보다 클 때, 필터 유닛(40)에 전원을 인가하여 필터 유닛(40)이 작동함으로써 제거모드가 수행될 수 있도록, 제어부(C)가 작동할 수 있다.

여기서 0보다 큰 유량이 발생할 경우 제어부(C)가 작동하는 이유는, 필터 유로(21)를 통해서 원수가 흐르는 상황이 곧 수요처에서 물의 사용이 시작되었음을 의미하는 것이기 때문이다. 수요처에서 물을 사용하지 않을 때에는, 수요처가 막혀 물이 배출되지 않는 상태이므로, 메인 유로(100)와 필터 유로(21)에서 유량이 0이 된다. 이런 상황에서 수요처에서 물을 배출하여 사용하는 것이 시작되면, 물이 흐르기 시작하므로 메인 유로(100) 및 필터 유로(21)에서 0보다 큰 유량이 발생한다. 수요처에서 물이 사용될 때, 필터 유닛(40)이 제거모드로 구동될 수 있도록, 제어부(C)가 0보다 큰 유량이 발생할 때 필터 유닛(40)에 전원을 인가하는 것이다.

본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 이온 제거키트(2)의 필터 유로(21)에는, 유량조절밸브(322)가 배치될 수 있다. 유량조절밸브(322)는, 필터 유로(21)의 개도를 조절하여 필터 유로(21)를 통해 유동하는 원수의 압력을 조절하고, 필터 유로(21)를 통해 유동하는 원수의 유량을 조절하는 밸브이다. 유량조절밸브(322)는 필터 유로(21)의 개도를 조절하기 위해, 회전운동을 하는 스테핑모터를 포함할 수 있다.

만약 유량조절밸브(322)가 필터 유량획득부(321)와 같이 사용되는 경우, 필터 유로(21)를 통해 유동하는 원수의 압력을 소정의 압력인 제2 압력 이하로 유지하기 위해, 제어부(C)가 필터 유량획득부(321)로부터 전달받는 필터 유로(21) 내부의 원수의 유량을 유량조절밸브(322)를 이용해 조절할 수 있다.

유량조절밸브(322)는 감압밸브(미도시)와 같이 사용되거나, 원수를 감압하는 기능을 더 포함할 수 있다. 감압밸브는 유량조절밸브(322)가 유량 조절을 보다 원활하게 할 수 있도록, 원수의 압력을 감소시키는 밸브이다.제어부(C)는, 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS에 기초해서, 출수구(1002)를 통해 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS가 되도록, 메인 유로(100)에 설치되는 밸브 또는 필터 유로(121)에 설치되는 밸브에 의해, 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 더 조절할 수 있다. 따라서 제어부(C)가 유량조절밸브(322)와 연결되어, 필터 유로(21)의 개도를 조절함에 따라 원수의 유량을 조절한다. 이 때, 제어부(C)는 필터 유닛(40)이 제거모드를 수행하는 시간을 제어함과 동시에 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 조절할 수도 있다.

구체적으로, 제어부(C)는 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS가 클수록, 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 감소시킬 수 있다. CDI 방식을 이용하는 필터 유닛(40)은 상술한 것과 같이 재생이 없는 상태에서 처리할 수 있는 이온성 물질의 양에 한계가 있다. 따라서 필터 유닛(40)에 제공되는 유량을 줄여, 높은 TDS를 가지는 원수가 유입된다 하더라도 필터 유닛(40)에 의해 높은 비율의 이온성 물질을 제거해 목표하는 TDS를 가지는 연수로 만들어 배출할 수 있다. 이에 따라, 목표하는 기준 후단 TDS를 가지는 물을 출수구(1002)를 통해 배출시킬 수 있다.

필터 유닛(40)이 수용할 수 있는 물의 용량은 일정하고, 물의 유량이 적을수록 물의 유속은 느려진다. 물에 포함된 이온성 물질의 비율 및 전극에 공급되는 전력의 크기가 동일하다면, 물의 유량이 적을수록 물이 필터 유닛(40)을 통과하는 시간이 길어져 상대적으로 더 많은 이온성 물질이 전극에 흡착될 수 있다. 이에 따라 물의 유량이 적을수록 이온성 물질의 제거율이 상승될 수 있다. 여기서 제거율이란, 필터 유닛(40)에 유입되는 이온성 물질의 양에 대한 필터 유닛(40)에서 제거되는 이온성 물질의 양의 비율을 의미한다. 따라서 전단 TDS센서(315)가 획득한 TDS가 클수록 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 감소시켜, 목적하는 기준 후단 TDS에 후단 TDS를 맞출 수 있다.

이 밖에도 제어부(C)는, 전극에 공급되는 전력의 크기를 조절하는 것에 의해서도, 제거모드 시에 필터 유닛(40)에서 제거되는 이온성 물질의 양을 조절할 수 있다. 전극에 공급되는 전력의 크기가 클수록 전극에서 이온을 흡착하는 힘이 강해지기 때문에, 물의 유량, 물에 포함된 이온성 물질의 비율이 동일하다면, 큰 전력이 공급된 전극에서 더 많은 이온을 흡착할 수 있다.

제3 실시예

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이온 제거키트(3)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는, 바이패스 유로(25)를 포함한다. 제3 실시예의 이온 제거키트(3)의, 바이패스 유로(25)를 제외한 나머지 구성이 제2 실시예 의 이온 제거키트(3)와 매우 유사하므로, 차이가 있는 부분에 대해서만 후술하고 나머지 중복되는 구성요소에 대한 설명은 제2 실시예에 대한 설명에 갈음한다. 그러나 제3 실시예에 따른 이온 제거키트(3)는, 제1 실시예와 유사하게 압력획득부(312)와 정유량 밸브(313)를 포함하는 변형예를 가질 수도 있다.

바이패스 유로(25)가 형성되는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이온 제거키트(3)는, 도 7에 도시된 것과 같이 메인 유로(100)의 일 개소를 분리하여, 물의 유동방향(D)을 기준으로 상류측에 해당하는 부분을 입수구(1001)에, 하류측에 해당하는 부분을 출수구(1002)에 분리 가능하게 연결하여 메인 유로(100)와 연결될 수 있으나, 도 1과 같이 기존의 메인 유로(100)의 입수점(101)과 출수점(102)에 각각의 연결관(104, 105)을 통해서 연결될 수도 있다.

바이패스 유로(25)는, 입수구(1001)와 출수구(1002)에 연결되어, 두 개구를 직결하는 구성요소이다. 바이패스 유로(25)는 키트 케이스(10)의 내부에 수용된다. 바이패스 유로(25)는 입수구(1001)로 공급되어 필터 유닛(40)으로 공급될 원수의 적어도 일부를 선택적으로 출수구(1002)로 바이패스(bypass) 시키는 역할을 한다. 입수구(1001)와 출수구(1002)가, 바이패스 유로(25)를 통해서 연결됨과 동시에, 필터 유로(21), 필터 유닛(40) 및 출수 유로(22)를 통해서도 연결되기 때문이다.

입수구(1001)를 통해서 키트 케이스(10)의 내부로 공급된 원수의 일부는 바이패스 유로(25)로 유입되고, 나머지는 필터 유로(21)로 유입된다. 바이패스 유로(25)와 필터 유로(21)는 도시된 것과 같이 입수구(1001)에 연결된 제1 전달 유로(24)를 통해 입수구(1001)와 간접적으로 연결되어, 분기 지점(106)에서 분기되어 원수를 나눠 전달받을 수 있다. 그러나 제1 전달 유로(24) 없이 직접 바이패스 유로(25)와 필터 유로(21)가 입수구(1001)에 연결되어 원수를 나눠 전달받을 수도 있다.

바이패스 유로(25)를 통해서는 원수가 흘러 출수구(1002)로 전달되고, 필터 유로(21)에서는 제1 실시예와 제2 실시예에 대한 설명에서 설명한 것과 같이 원수를 연수로 변화시키는 작업이 이루어진다. 바이패스 유로(25)와 출수 유로(22)는 합류 지점(107)에서 합류하여, 출수구(1002)와 연결된 제2 전달 유로(26)를 통해 출수구(1002)와 간접적으로 연결됨으로써 각각 원수와 연수를 출수구(1002)로 배출할 수 있다. 그러나 제2 전달 유로(26) 없이 출수구(1002)에 바이패스 유로(25)와 출수 유로(22)가 직접 연결될 수도 있다.

바이패스 유로(25)에는 바이패스 밸브(332)가 배치될 수 있다. 바이패스 밸브(332)는 바이패스 유로(25)의 개도를 조절하여 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 밸브이다. 제어부(C)는 바이패스 밸브(332)와 전기적으로 연결되어, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 조절할 수 있다.

이러한 바이패스 밸브(332)와 제2 실시예에 대한 설명에서 상술한 필터 유량획득부(321)를 이용하여, 제어부(C)는, 출수구(1002)를 통해서 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 바이패스하는 원수의 유량을 조절할 수 있다. 필터 유닛(40)에 의해서 생성된 연수의 TDS는 일반적으로 수요처에서 사용되기에 적합한 TDS 기준인 기준 후단 TDS보다 현저히 낮으므로, 연수와 원수가 혼합되어 형성된 혼합수를 출수구(1002)를 통해 배출하여 수요처에 공급함에 따라, 충분한 유량의 물이 수요처에 공급됨과 동시에 사용되기에 적합한 TDS를 가지는 물이 수요처에 공급될 수 있다.

필터 유량획득부(321)가 획득한 필터 유로(21)를 통해 유동하는 원수의 유량을 f라고 하고, 제공되는 원수의 TDS를 Feed TDS라 하고, 목표하는 기준 후단 TDS를 Target TDS라 하고, 필터 유닛(40)에서 생성되는 연수의 TDS를 CDI TDS라고 하고, 필터 유닛(40)으로 유입되는 총 연수의 양에 대한 필터 유닛(40)에서 생성되는 연수의 양의 비율을 RR(회수율, Recovery Rate)이라 하면, 다음 수학식에 의해서 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스되는 원수의 유량인 x가 결정될 수 있다.

여기서 Target TDS, Feed TDS 및 CDI TDS의 단위는 ppm, f의 단위는 x와 동일한 L/min 이다.

Target TDS는 임의로 정하거나 기준값이 주어지고, f의 경우 필터 유량획득부(321)를 통해서 획득 가능하며, RR의 경우 필터 유닛(40)을 어떻게 제어하는지에 따라서 결정되거나 제조시부터 주어질 수 있으며, Feed TDS의 경우, 원수의 TDS이므로 주어지거나, 전단 TDS센서(315)를 이용해 획득할 수 있다. CDI TDS의 경우, 제조시부터 주어질 수도 있고, 필터 유닛(40)의 후단에 더 배치될 수 있는 CDI TDS 센서(미도시)에 의해서 획득될 수도 있다.

또한 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 따른 이온 제거키트(3)의 바이패스 유로(25)에는, 바이패스 유량획득부(333)가 배치될 수 있다. 바이패스 유량획득부(333)는 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 획득하는 구성요소이다. 여기서 바이패스 유량획득부(333)가 원수의 유량을 획득하는 방법은, 유량 센서가 직접 바이패스 유로(25) 내에서 흐르는 원수의 유량을 측정하는 방법과, 유량이 아닌 다른 수치를 측정하여 그로부터 바이패스 유로(25) 내에서 유동하는 원수의 유량을 산출하는 방법을 포함한다. 바이패스 유량획득부(333)를 이용해서, 원하는 수준의 TDS를 가지는 물이 출수구(1002)를 통해서 배출되고 있는지를 확인할 수 있다. 즉 제어부(C)가 바이패스 밸브(332)를 이용해 바이패스되는 유량을 조절하고 있을 때, 위 수학식 1에서의 x와 동일하도록 제어되는지를, 바이패스 유량획득부(333)가 획득한 유량값으로부터 확인할 수 있다.

제3 실시예의 다른 변형예에 따른 이온 제거키트(3)는, 후단 TDS센서(331)를 포함할 수 있다. 후단 TDS센서(331)는, 출수구(1002)를 통해서 배출되는 물의 TDS를 획득하는 센서이다. 따라서 후단 TDS센서(331)는 제2 전달 유로(26)에 배치될 수 있으나, 그 배치되는 위치는 이에 제한되지 않는다.

후단 TDS센서(331)를 이용해, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 정확히 알지 않고도, 후단 TDS센서(331)가 획득한 물의 TDS를 기준 후단 TDS 이하가 되도록 제어할 수 있다. 바이패스하는 원수의 유량을 증가시키면, 후단 TDS센서(331)가 TDS를 획득하는 물인 출수구(1002)로 배출되는 물의 TDS가 증가할 것이고, 바이패스하는 원수의 유량을 감소시키면, 그 반대가 될 것이다.

구체적으로, 아래 수학식 2와 같이 출수구(1002)로 배출될 물의 TDS인 y가 결정된다. 따라서, 바이패스하는 유량인 x를 증가시킬 때, 출수구(1002)로 배출될 물의 TDS인 y가 감소하게 된다.

수학식 2의 x를 제외한 나머지 변수는 주어지거나 각 센서 등을 통해 획득될 수 있으므로, 바이패스 밸브(332)를 이용해 x를 조절함으로써 y를 변화시킬 수 있다. 후단 TDS센서(331)를 이용해 y의 값을 지속적으로 확인할 수 있다.

제어부(C)는 바이패스 밸브(332)를 잠가 바이패스 유로(25)를 차단함으로써, 메인 유로(100)를 통해 연수만이 공급되도록 제어할 수도 있다. 필터 유닛(40)의 성능이, 생성된 연수가 기준 후단 TDS를 충족시키기에 충분하지 않은 경우, 이와 같이 제어부(C)가 바이패스 밸브(332)를 제어할 수 있다.

다른 예시적인 이온 제거키트(35)

도 8은 본 발명의 다른 예시적인 이온 제거키트(35)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 본 이온 제거키트(35)는 보일러의 내부에 마련되는 것이 아니라, 보일러나 온수기 등의 물 가열기와는 독립되게 휴대용으로 마련되는 것이라는 점에 기본적인 특징이 있다.

본 예시적인 이온 제거키트(35)는, 도 8에 도시되어 있듯이 필터 유닛(352), 케이스(350), 제1 내지 제4 유로(351, 3531, 3532, 3533) 및 삼방 밸브(3541)를 포함한다.

필터 유닛(352)은 난방이나 온수를 제공하기 위한 물 가열기의 메인 유로나 순환 유로로 공급되는 물 중의 이온성 물질을 전기 탈이온 방식으로 제거하되, 물 가열기와는 독립되게 마련된다. 필터 유닛(352)은, 독립된 제어를 위해 케이스(350)의 내부에 별도의 PCB를 구비할 수 있다. 케이스(350)는 필터 유닛(352)를 내부에 수용하기 위한 것으로서, 휴대 가능하게 마련된다.

제1 유로(351)는 필터 유닛(352)의 입구로 물(원수)을 공급하기 위한 유로로서 수도꼭지와 같은 수원에 직접 또는 간접적으로 연통된다. 제1 유로(351)는 수원에 입수구(1001)를 통해 연통되는 부분에서 후술할 삼방 밸브(3541)까지의 부분(3511)과, 삼방 밸브(3541)에서 필터 유닛(352)까지의 부분(3512)을 포함한다.

제2 유로(3531)는 필터 유닛(352)의 출구와 메인 유로 또는 순환 유로를 직접 또는 간접적으로 연통하기 위한 유로이다. 따라서 출수구(1002)와 연결된다.

제3 유로(3532)는 제1 유로(351)와 필터 유닛(352)의 출구를 연통하는 유로인데 제1 유로(351)와 제3 유로(3532)의 연결 지점에는 삼방 밸브(3541)가 마련된다. 원수는 삼방 밸브(3541)의 작동에 따라 필터 유닛(352)의 입구로 공급되거나, 또는 필터 유닛(352)의 출구로 공급된다.

제4 유로(3533)는 필터 유닛(352)의 입구를 케이스(350)의 외부와 연통시키는 유로로서, 탈착된 이온성 물질과 함께 물을 배수하기 위한 유로이다.

필터 유닛(352)은, 전기 탈이온 방식 중 축전식 탈이온 방식으로, 전극을 통해 물 중의 이온성 물질을 제거하는 제거모드와, 제거모드의 전이나 후에 전극을 재생하는 재생모드 중의 어느 하나를 필요에 따라 선택적으로 수행할 수 있다.

제거모드 시에는, 제1 유로(351)를 통해 필터 유닛(352)로 공급된 물(원수)이 이온성 물질의 제거 후에, 제2 유로(3531)를 통해 메인 유로나 난방 유로로 공급된다. 이를 위해 삼방 밸브(3541)는 수원으로부터 공급되는 원수를 필터 유닛(352)의 입구로 안내하고, 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)는 제2 유로(3531)를 개방하고, 제4 유로(3533) 중의 밸브(3543)는 제4 유로(3533)를 폐쇄한다.

재생모드 시에는, 수원으로부터 제1 유로(351)로 공급된 원수가 삼방 밸브(3541)에 의해 제3 유로(3532)를 거쳐 필터 유닛(352)로 공급된 후에, 제4 유로(3533)를 통해 케이스(350)의 외부로 배출된다. 이를 위해 삼방 밸브(3541)는 수원으로부터 공급되는 원수를 제3 유로(3532)로 안내하고, 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)는 제2 유로(3531)를 폐쇄하고, 제4 유로(3533) 중의 밸브(3543)는 제4 유로(3533)를 개방한다.

본 예시적인 이온 제거키트(35)는, 난방이나 온수 등에 사용되는 물 중의 이온성 물질을 제거하는 장치가 설치되어 있지 않은, 기존의 물 가열기에 사용되어 원수 중의 이온성 물질을 제거할 수 있다.

예를 들어, 보일러에 원수를 최초로 공급하거나, 최초 공급 후에 추가로 공급할 때, 제1 유로(351)를 입수구(1001)를 통해 수원에 연결하고, 제2 유로(3531)를 전술한 메인 유로와 연결되는 출수구(1002)에 연결하고, 원수 공급원에 의한 원수의 공급을 개시하면, 필터 유닛(352)에 의해 이온성 물질이 제거된 연수를 포함하는 물이 보일러로 공급될 수 있다.

한편, 본 예시적인 이온 제거키트(35)는, 전술한 밸브들을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제어부는, 밸브들의 제어뿐만 아니라, 제1 유로(351) 중에 설치되는 전단 TDS 센서(356)를 통해 원수 중의 이온성 물질의 양을 추정하고, 이에 기초해서 재생모드의 실행시점을 결정할 수 있고, 재생모드의 실행시점으로 판단되면 자동으로 삼방 밸브(3541)를 작동시켜 재생모드를 실행시킬 수 있다. 또는 미리 입력된 조건의 성취 시 등에 제어부는 자동으로 재생모드를 실행시킬 수 있다.

본 예시적인 이온 제거키트(35)는, 메인 유로나 난방 유로로 물을 압송하기 위해, 펌프(미도시)를 더 구비할 수도 있고, 또는 메인 유로 중의 펌프(미도시)를 제어부를 통해 제어할 수도 있다.

참고로, 도 8 중의 미설명 부호인 3542는 필터 유닛(352)의 입구로 공급되는 물의 유량을 조절하는 제어 밸브이고, 미설명 부호인 3556은 제1 유로(3512)의 유량을 센싱하는 센서이고, 미설명 부호인 3555는 물의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브이다.

또 다른 예시적인 이온 제거키트(36)

도 9는 본 발명의 또 다른 예시적인 이온 제거키트(36)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 9를 참조하면, 기본적으로 도 8의 다른 예시적인 이온 제거키트(도 8의 35)와 유사하되, 삼방밸브(도 8의 3541)가 없어지고, 원수가 공급되는 유로가 제1 유로(351)로 통일됨을 알 수 있다. 또한 도 9를 참조하면, 제3 유로(3534)가 도 8과 달리, 원수가 유동하는 유로로 사용되지 못하고, 필터 유닛(352)의 재생 후 버려지는 물이 유동하는 유로로만 사용됨을 알 수 있다. 즉, 또 다른 예시적인 이온 제거키트(36)에서는, 제1 유로(351)를 통해 원수가 필터 유닛(352)에 공급되면, 제거모드에서 연수화되어 제2 유로(3531)를 통해서 배출되거나, 재생모드에서 필터 유닛(352)의 전극을 재생하여 다량의 이온성 물질을 포함한 상태로 제3 유로(3534)를 통해 배출된다. 필터 유닛(352)으로 원수가 유입되는 방향과, 필터 유닛(352)으로부터 물이 배출되는 방향이 고정되는 것이다.

도 9와 같은 구조를 가지도록 이온 제거키트(36)를 구성하는 경우, 비교적 구조가 단순해진다는 장점이 있다. 그러나 재생모드를 실시하여 더러워진 물을 제3 유로(3534)를 통해 배출하다가 다시 제거모드로 전환하는 경우, 필터 유닛(352)에 의해 연수화된 물이, 이온성 물질을 더 포함하게 된 상태로 제2 유로(3531)에 전달되는 일이 발생한다. 필터 유닛(352)의 후단부에 연결된 중간 유로(3535)를 거쳐야만 물이 필터 유닛(352)으로부터 제2 유로(3531) 또는 제3 유로(3534)로 전달될 수 있다. 재생모드에서 이온성 물질을 다량 포함하는 물이 배출되어 중간 유로(3535)에 남아있는 상태에서 제거모드로 전환이 이루어져, 연수가 필터 유닛(351)으로부터 배출될 때 중간 유로(3535)에 남아있는 물과 섞이기 때문에, 연수에 이온성 물질이 부가되는 상황이 발생하는 것이다.

따라서 이러한 상황을 방지하기 위해, 제3 유로(3534) 중의 밸브(3545)와 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)를 각 모드에 맞게 제어될 수 있다. 제거모드에서 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)는 개방되고, 제3 유로(3534) 중의 밸브(3545)는 폐쇄될 것이다. 재생모드에서 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)는 폐쇄되고, 제3 유로(3534) 중의 밸브(3545)는 개방될 것이다. 그러나 만일 재생모드였던 상태에서 제거모드로 전환될 경우, 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)가 폐쇄되고, 제3 유로(3534) 중의 밸브(3545)는 개방된, 재생모드에서와 동일한 상태를 소정의 시간동안 유지할 수 있다. 따라서 필터 유닛(352)으로부터 배출된 연수가 중간 유로(3535)에 위치한, 이온성 물질을 다량 포함한 물을 제3 유로(3534)를 통해 소정의 시간동안 배출할 수 있다. 소정의 시간이 지난 후, 제2 유로(3531) 중의 밸브(3544)는 개방되고, 제3 유로(3534) 중의 밸브(3545)는 폐쇄되어, 중간 유로(3535)에 남은 물에 의해 오염되지 않은 연수를 제2 유로(3531)를 통해 메인 유로로 배출할 수 있다.

물 가열기(6)

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 이용한 물 가열기(6)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 물 가열기(6)는 물을 공급받아 이를 가열함으로써 난방이나 온수 등을 제공하는 장치를 말하며, 난방을 제공하기 위한 보일러나, 온수를 제공하기 위한 온수기(별도의 온수탱크를 구비하지 않는 직수식의 온수기나, 별도의 온수탱크를 구비하는 탱크식의 온수기), 또는 온수기 겸용 보일러 등을 말한다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(3)를 이용한 물 가열기(6)는, 팽창 탱크(62), 열교환부(64), 난방부, 순환유로 및 이와 같은 구성요소들을 내부에 수용하는 물 가열기 케이스(12)를 포함한다. 따라서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)와 물 가열기(6)를 포함하는 물 가열기 시스템(5)을 형성할 수 있다. 도면을 참조하면, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 메인 유로(100)에 연결되고, 메인 유로(100)의 수요처가 물 가열기(6)가 됨을 확인할 수 있다.

물 가열기(6)는 물을 가열하여 순환시키거나 배출하는 장치이다. 따라서 물 가열기(6)는 물을 순환시키기 위한 순환 유로를 가지는데, 이러한 순환 유로는 물 가열기 케이스(12)의 내부에 위치하는 내부 유로(61)와, 난방 대상에 난방을 제공하는 난방 유로(66)를 가진다. 내부 유로(61)와 난방 유로(66)가 연결되어 전체 순환 유로를 구성한다, 순환 유로에 배출공(67)이 형성되어 물을 배출할 수도 있도록 형성된다. 순환 유로에 연통된 온수 유로(651)에 가열된 물이 제공됨에 따라, 온수 열교환기(65)에서 직수 배관(652)과 열교환해 직수를 가열해 온수로 배출할 수 있다. 또한 난방 유로(66)에 가열된 물이 제공됨에 따라, 원하는 위치에 난방을 제공할 수도 있다.

물 가열기(6)가 물을 가열하기 위해, 내부 유로(61)는 열교환부(64)를 지나간다. 열교환부(64)는 연료와 산소의 연소로부터 복사열과 연소가스를 발생시키는 열원부(643)와, 상기 열원부(643)에서 발생한 복사열과 연소가스의 현열을 내부 유로(61)를 통해 흐르는 물에 전달하는 현열 열교환기(642)와, 열원부(643)에서 발생한 복사열과 연소가스의 상변화에서 발생하는 잠열을 내부 유로(61)를 통해 흐르는 물에 전달하는 잠열 열교환기(641)를 포함할 수 있다. 이와 같이 이중으로 열을 활용하는 보일러를 보통 콘덴싱 보일러라 한다. 다만, 본 명세서의 열원부(643)가 현열 열교환기(642)와 잠열 열교환기(641)를 모두 포함하는 콘덴싱 타입에 한정되는 것은 아니며, 난방이나 온수의 제공을 위한 물의 가열에 적합한 버너나 열교환기라면, 본 명세서의 열원부(643)에 적용될 수 있다.

팽창 탱크(62)가 순환 유로에 배치되어, 순환 유로를 따라 흐르는 물의 부피팽창을 수용할 수 있다. 팽창 탱크(62)는 메인 유로(100)와 연결되어, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 배출하는 물을 보충 받는다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 배출하는 물은, 연수이거나 연수와 원수가 혼합된 혼합수일 수 있으므로, 순환 유로를 통해 순환할 때, 원수가 순환하는 경우와는 달리 스케일의 발생이 방지될 수 있다. 순환 유로에서 순환하는 물은, 배출공(67)을 통해서 외부로 배출될 수 있다. 배출공(67)이 개방된 상태에서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 통해 연수의 생산을 계속하여 물 가열기(6)로 물이 유입되면, 새로 생산된 연수가 순환 유로로 공급되는 것에 의해, 순환 유로에서 순환하던 기존 물이 배출공(67)을 통해 배수된다. 따라서 순환 유로에서 순환하는 물이, 이전보다 이온성 물질을 적게 포함하는 물로 대체될 수 있다.

순환 유로에는 순환 펌프(63)가 배치되어, 물을 기 설정된 일 방향으로 순환시킬 수 있다.

상업용 보일러 시스템(7)

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(3)를 이용한 상업용 보일러 시스템(7)을 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 이용하고 보충 탱크(50)를 포함하는 보일러 시스템(7)은, 가열부(74)를 포함하고, 저장 탱크(75) 및 순환 밸브(72)를 더 포함할 수 있다.

도면을 참조하면, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 메인 유로(100)에 연결되고, 메인 유로(100)의 수요처가 보일러 시스템(7)의 가열부(74)가 됨을 확인할 수 있다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 메인 유로(100)에 고정 설치될 수 있다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 포함하는 필터 유닛(도 1, 2, 4, 6, 7 의 40)은, 필터 유로(도 1, 2, 4, 6, 7의 21)와 출수 유로(도 1, 2, 4, 6, 7의 22)가 메인 유로(100)에 연통되게 키트 케이스(도 1, 2, 4, 6, 7의 10)가 고정 설치된 이후, 보충 탱크(50)에 대한 물 공급시에 동작할 수 있다. 여기서 고정 설치된다는 의미는, 일시적으로 사용되는 것이 아니라, 한 번 설치된 이후에는 보일러 시스템(7)의 내부에서 유동하는 물이 전부 교체된다 하더라도 다른 실시예처럼 메인 유로(100)로부터 분리되지 않고 사용되도록 설치된다는 의미이다. 따라서 보충 탱크(50)가 보충될 때 마다 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 작동하여 연수를 생산하고 연수를 포함한 물을 보충 탱크(50)로 배출한다.

본 발명의 실시예에 따른 보일러 시스템(7)은, 다량의 물을 가열해서 온수로 제공하거나, 찜질방 등의 난방이 필요한 위치(73)에 제공하는 보일러 시스템(7)이다. 따라서 대량의 가열된 물을 저장할 수 있는 저장 탱크(75)를 가지고, 저장된 가열된 물을 샤워기(76) 등으로 배출되도록 제공하거나, 찜질방 등의 난방이 필요한 위치(73)로 전달한다.

보일러 시스템(7)에는 순환 밸브(72)가 배치된다. 순환 밸브(72)는 가열부(74)와, 가열된 물이 제공되어야 하는 위치를 연결하는 배관들에서의 물의 흐름을 제어한다. 순환 밸브(72)는 가열부(74)로 저온의 물을 전달하고, 저온의 물이 가열되어 순환 밸브(72)로 제공되었을 때 소정의 온도까지 가열되지 않은 경우, 다시 가열부(74)로 물을 회송하여 더 가열되도록 재순환시킨다. 만일 가열부(74)로부터 배출된 물이 소정의 온도 이상을 가지는 경우, 이를 찜질방이나 저장 탱크(75)로 보내어 사용될 수 있도록 한다.

가열부(74)는 복수의 보일러 유닛(741)을 병렬로 연결하여 형성된, 케스케이드(cascade) 방식의 가열부(74)일 수 있다. 복수의 보일러 유닛(741)이 병렬로 연결됨에 따라, 큰 유량의 물이 보일러 시스템(7)으로 제공된다 해도 주어진 시간 안에 원하는 온도까지 물을 가열시키기에 용이하다.

이러한 보일러 시스템(7) 내부를 순환하는 물이 부족해질 경우 보충될 물을 저장하는 보충 탱크(50)가 배치된다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 이러한 보충 탱크(50)에 연결됨에 따라, 보충 탱크 (50)에 연수 화된 물이 지속적으로 보충되도록 한다.

보일러(8)

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 내장한 보일러(8)를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 내장한 보일러(8)는, 물을 가열하여 순환시킴으로써 난방을 제공하는 장치로, 기본적으로 도 10의 물 가열기(6)와 유사한 구성들을 가지고 있으므로, 열교환부(84), 난방 유로(85) 및 팽창 탱크(82)와 같이 중복되는 구성요소에 대한 설명은 물 가열기(6)에 대한 설명에 갈음한다.

도면을 참조하면, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 내부 유로(86)에 연결된다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 입수구(1001)가 내부 유로(86)에 연결되는 위치는, 출수구(1002)가 메인 유로(86)에 연결되는 위치보다, 내부 유로(100)를 따라 흐르는 물의 유동방향을 기준으로 상류측에 위치한다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 분리 가능하게 내부 유로(86)에 연결될 수 있다.

또한 도 12에서는 팽창 탱크(82)와 난방 유로(85)의 사이에 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 배치되는 것으로 도시하였으나, 내부 유로(86) 상에 배치될 수만 있다면, 열교환부(84)와 팽창 탱크(82)의 사이, 열교환부(84)와 난방 유로(85)의 사이 등의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 따라서 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 연수화하는 원수는, 내부 유로(86)를 따라 보일러 케이스(13)의 내부를 순환하는 난방수가 된다.

이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 내장한 보일러(8)의 팽창 탱크(82)에는, 외부로부터 보충 유로(81)를 통해 난방수로 사용될 직수가 보충될 수 있다. 따라서 외부로부터 보충된 직수가 내부 유로(86)를 따라 유동해서 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)로 전달되고, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에 의해 적어도 일부의 이온성 물질을 빼앗겨 연수가 되어, 내부 유로(86)를 따라 순환할 수 있다.

이렇게 보일러(8) 내부를 순환하는 난방수를 연수화하므로, 보일러(8) 내부에 배치된 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 한번에 많은 양의 이온성 물질을 난방수로부터 제거할 필요 없이, 소량의 이온성 물질을 난방수가 내부 유로(86)를 따라 순환할 때마다 제거하여, 낮은 TDS를 가지는 난방수를 제공하여 스케일의 발생을 방지할 수 있다.

도 12에서는 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 보일러 케이스(13)의 내부에 내장되는 경우를 도시하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 보일러 케이스(13)의 외부로 노출된 난방 유로(85)에 연결되어, 동일한 역할을 수행할 수 있다. 이 때 난방 유로(85)에 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 분리 가능하게 연결되어, 필요에 따라 탈부착할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 도 10, 11 및 12에서 설명된 물 가열기(6), 보일러 시스템(7) 및 보일러(8)와 같은 수요처의 전단에 마련되어, 각 수요처로 유입되는 원수 중의 이온성 물질을 제거하는 연수방식을 Point Of Use(POU) 연수 방식이라고 한다. 이온 제거키트를 수요처가 모여있는 장소로 물이 유입되는 유입구의 전단에 설치하여, 모든 수요처로 공급되는 원수 중의 이온성 물질을 유입구의 전단에서 제거하는 연수방식을 Point Of Entry(POE) 연수방식이라 한다. 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는, POE 방식으로 사용될 수도 있다.

연수의 공급방법

도 13과 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 메인 유로(100)에 설치하는 설치과정에 대해서 도시한 개념도이다.

본 발명의 실시예에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)들을 이용하여, 물을 가열하여 순환시키거나 배출하는 물 가열기의 연수처리를 할 수 있다. 물 가열기의 연수처리를 위해 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)들은, 물 가열기가 수원(水源)에 설치될 때 설치되어 최초로 물 가열기에 제공되는 물을 연수화 해서 제공할 수도 있고, 물 가열기가 이미 수원에 설치되어 원수를 공급받는 중, 메인 유로(100)에 설치되어 중도부터 연수를 물 가열기에 공급할 수도 있다.

이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)들은 충분한 연수를 물 가열기에 공급한 뒤 메인 유로(100)로부터 제거될 수도 있고, 제거됨이 없이 메인 유로(100)에 설치된 상태에서 물 가열기에 물의 보충이 필요할 때 마다 물 가열기에 연수를 제공할 수도 있다. 따라서 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 고정형으로도 사용될 수 있고, 착탈식의 휴대형으로도 사용될 수 있다.

도 13 및 도 14와 같이, 메인 유로(100)가 수원(S)과 수요처(P)인 물 가열기를 연결하여, 수원(S)으로부터 배출된 원수가 물 가열기에 전달될 수 있다. 도면에서는 예시적으로 수요처(P)로서 물 가열기가 제시되어 설명되었으나, 물 가열기가 아닌 수전, 도 11에서 설명된 보일러 시스템(7) 등의 수요처(P)가 배치될 수도 있다.

수원(S)으로부터 메인 유로(100)로 원수가 배출되거나 배출되지 못하도록, 수원 밸브(108)가 배치되어 작동할 수 있다. 따라서 메인 밸브(103)가 배치되지 않거나 작동하지 않는 경우, 메인 유로(100)를 따라 흐르는 물의 흐름을 수원 밸브(108)가 제어할 수 있다.

도 13의 메인 유로(100)에는 2개의 삼방 밸브가 배치된다. 따라서 메인 유로(100)를 각 삼방 밸브가 연결하고 있는 동시에, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 각 삼방 밸브에 연결되어 입수점(101)과 출수점(102)을 형성한다.

도 14의 메인 유로(100)는 단절되어, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)로 들어가는 원수의 흐름을 제어할 수 있는 입수단 밸브(1031)와, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)로부터 배출되는 물의 흐름을 제어할 수 있는 출수단 밸브(1032)를 구비한다.

동작이 이루어지는 각 순서를 따라서, 도 1 내지 도 9와 도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 연수의 공급방법을 설명한다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가, 물 가열기에 원수를 공급하기 위한 메인 유로(100)에 설치되는 단계가 수행된다. 그러나 만약 원수가 이미 메인 유로(100)를 통해 흐르고 있는 경우라면, 원수의 유동을 메인 유로(100)에서 차단하는 단계가 먼저 수행되어야 한다. 따라서 설치하는 단계 전에, 메인 유로(100)를 통해 물 가열기로 원수가 유동하는 것을 차단하는 단계가 실시된다. 이러한 차단하는 단계는, 원수의 유동방향을 기준으로 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 연통 위치보다 상류 측인, 메인 유로(100)의 소정 위치에 배치된, 개방 상태의 수원 밸브(108)를 폐쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나 수원 밸브(108) 외에도 메인 밸브(103)가 원수의 차단을 위해 개방상태에서 잠기는 단계가 수행될 수 있고, 도 14의 삼방밸브가 사용될 수도 있고, 도 14의 입수단 밸브(1031) 및 출수단 밸브(1032)가 사용될 수도 있다.

설치하는 단계가 실시된 이후, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에 대한 원수의 공급을 시작하기 위해, 메인 유로(100)를 통한 원수의 유동을 개시하는 단계가 더 실시될 수 있다. 본 개시단계는, 만일 메인 유로(100)를 통해 원수가 유동한 적이 없다면, 최초로 원수가 유동하는 단계가 될 것이고, 메인 유로(100)를 통해 물 가열기가 원수를 공급받던 중 원수의 공급을 중단하고 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 설치한 경우라면, 원수의 유동을 재개시키는 단계가 될 것이다.

후술할 연수를 생성하는 단계가 실시되기 이전에, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 실시되기에 적합한 상태인지를 확인하는 예비단계를 거칠 수 있다. 예비단계의 일 예시로, 본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법은, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 포함하는 통신 모듈이, 수요처(P)로 사용되는 물 가열기로부터 식별자를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 물 가열기로부터 유효한 식별자를 수신한 경우에만, 후술할 연수를 생성하는 단계를 수행하기 위해, 필터 유닛(도 1의 40)을 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 메인 유로(100)에 연통되게 설치된 상태에서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기 탈이온 방식으로 제거하여, 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 생성하는 단계가 실시된다.

이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)는 메인 유로(100)에 연통되게 사후적으로 설치될 수 있다. 사후적으로 설치되었다는 표현의 의미는, 메인 유로(100)에 수원(S)과 물 가열기와 같은 수요처(P)가 전부 연결된 상태에서 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 연결되었거나, 메인 유로(100)가 수원(S)과 수요처(P)를 연결해서 원수의 공급이 이루어지고 있다가 원수의 공급을 중단하고 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 연결되었다는 것을 의미한다.

이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에 대해서 상술한 내용과 마찬가지로, 본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법은, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출될, 연수를 포함하는 물의 TDS 또는 필터 유닛(40, 352)으로 공급되는 원수의 TDS 중의 적어도 어느 하나를 TDS센서에 의해 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 제어부(C)에 의해, 상기 획득된 TDS에 기초해서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출될 연수를 포함하는 물의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 필터 유닛(40, 352)을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 포함하는 디스플레이부가, 획득된 TDS를 표시하는 단계가 더 포함될 수 있다.

이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에 대해서 상술한 내용과 마찬가지로, 필터 유닛(40, 352)이 이온성 물질을 전극을 이용한 전기 탈이온 방식으로 제거하는 제거모드와, 전극을 재생하는 재생모드를 교번적으로 수행할 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법은, 제어부(C)에 의해, 필터 유닛(40, 352)으로 공급되는 원수로부터 전단 TDS센서(315, 356)가 획득한 TDS에 기초해서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 필터 유닛(40, 352)이 제거 모드를 수행하는 시간을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 전단 TDS센서(315, 356)가 획득한 TDS가 클수록, 필터 유닛(40, 352)이 제거 모드를 수행하는 시간을 단축할 수 있다. 제거 모드를 수행하는 시간을 단축함으로써 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 물의 TDS를 감소시킬 수 있는 이유에 대해서는, 도 3에 대한 설명에서 상술하였다.

이와 같이 획득되고 표시된 TDS에 기초해서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS가 되도록 하는 제거모드의 수행시간을 설정하는 단계를, 본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법이 더 포함할 수 있다. 이러한 수행시간을 설정하기 위해, 상기 수행시간을 입력부를 통해 입력받을 수 있다. 상술한 내용과 마찬가지로, 표시된 TDS가 클수록, 상기 설정하는 단계에서 수행시간을 짧게 설정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법은, 제어부(C)에 의해, 전단 TDS센서(315, 356)가 획득한 TDS에 기초해서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 전단 TDS센서(315, 356)가 획득한 TDS가 클수록, 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 감소시킬 수 있다. 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을 감소시킴으로써 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 물의 TDS를 감소시킬 수 있는 이유에 대해서는, 도 6에 대한 설명에서 상술하였다.

이와 같이 획득되고 표시된 TDS에 기초해서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 물의 TDS가 기준 후단 TDS가 되도록 하는 필터 유로(21)중의 원수 유량을, 필터 유로(21)에 설치되는 밸브나 메인 유로(100)에 설치되는 밸브에 의해 설정하는 단계를, 본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법이 더 포함할 수 있다. 이러한 유량을 설정하기 위해, 필터 유로(21) 중의 원수 유량을 입력부를 통해 입력받을 수 있다. 상술한 내용과 마찬가지로, 표시된 TDS가 클수록, 상기 설정하는 단계에서 원수 유량을 적게 설정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법은, 제3 실시예에 따른 이온 제거키트(3)가 사용되는 경우, 제어부(C)에 의해, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바이패스 유로(25)를 포함하는 이온 제거키트(3)는, 제3 실시예에 대해 설명한 내용과 같이, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 바이패스 밸브(332) 및 필터 유닛(40)에 전달되는 원수의 유량을 획득하는 필터 유량획득부(321)를 더 포함할 수 있다.

따라서 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 단계는, 제어부(C)에 의해, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스한 원수와 필터 유닛(40)에서 배출되는 연수의 혼합으로 형성되어 출수구(1002)를 통해 배출될 혼합수의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 필터 유량획득부(321)가 획득한 유량을 기초로 바이패스 밸브(332)를 제어함으로써 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 단계일 수 있다. 유량을 기초로 바이패스하는 원수의 유량을 결정하는 방법은, 상술한 수학식 1에 따른다.

바이패스 유로(25)를 포함하는 이온 제거키트(3)는, 제3 실시예에 대해 설명한 내용과 같이, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스한 원수와 필터 유닛(40)에서 배출되는 연수의 혼합으로 형성되어 출수구(1002)를 통해 배출될 혼합수의 TDS를 획득하는 후단 TDS센서(331)를 더 포함할 수 있다.

따라서 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 단계는, 제어부(C)에 의해, 후단 TDS센서(331)가 획득한 TDS를 기초로, 후단 TDS센서(331)가 획득한 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 바이패스 밸브(332)를 제어함으로써, 바이패스 유로(25)를 통해 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 단계일 수 있다. 후단 TDS센서(331)가 획득한 TDS를 기초로 바이패스하는 원수의 유량을 조절하는 단계는, 수학식 2에 따른다.

연수를 생성하는 단계 이후, 연수를 포함하는 물을 물 가열기로 공급하기 위해, 연수를 포함하는 물을 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)로부터 메인 유로(100)로 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 배출하는 단계를, 본 발명의 실시예에 따른 연수의 공급방법이 포함할 수 있다.

연수를 생성하는 단계는, 특히 도 10의 물 가열기(5)가 사용되고, 물 가열기(5)가 포함하는 내부 유로(61) 및 난방 유로(66)에 의해 순환 유로가 형성되는 경우, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에서 배출되는 연수를 포함하는 물이, 적어도 순환 유로를 순환하던 기존 물을 전부 대체할 때까지 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)에 의해 연수의 생성을 계속하는 단계일 수 있다. 즉 배출공(67)이 개방된 상태에서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 통해 연수의 생산을 지속하는 경우, 새로 생산된 연수가 순환 유로로 공급되는 것에 의해, 순환 유로에서 순환하던 기존 물이 배출공(67)을 통해 배수되어, 순환 유로에서 순환하는 물이 대체된다. 배출공(67)이 폐쇄되고 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 작동이 중지됨으로써 연수를 생성하는 단계가 종료된다.

이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 새로 생성한 연수가 기존 물을 완전히 대체한 이후에도, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 생성한 연수가 소정의 시간동안 물 가열기로 더 유입될 수 있다. 이후 배출공(67)이 폐쇄되고 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 작동이 중지됨으로써 원수를 생성하는 단계가 종료될 수도 있다.

도 10의 물 가열기(5)의 내부 유로(61)에 배수펌프(미도시)가 더 배치되어, 배수펌프의 가압에 의해 내부 유로(61)에서 유동하던 기존 물이 배출공(67)을 통해 외부로 배출되거나, 배수펌프에 연결되는 배관을 통해 외부로 배출될 수도 있다. 이렇게 기존 물이 배출된 후, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 생성한 연수가 내부 유로(61)로 유입되어, 기존 물을 대체할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 설치하고 작동시켜 연수를 공급하는 방법은, 작업자에 의해서 실시될 수 있다. 만일 수요처(P)인 물 가열기와 수원(S)이 메인 유로(100)에 의해 연결되어 원수가 물 가열기에 공급되고 있는 경우, 작업자는 원수가 유동하는 것을 메인 유로(100)에 형성된 밸브를 조작하여 차단한다. 상기 밸브는 수원 밸브(108) 또는 메인 밸브(103)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

원수공급이 실시된 적 없거나 상기 과정을 통해 원수의 유동이 차단된 상태에서, 작업자는 메인 유로(100)에 연통되게 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 설치한다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 설치된 후, 원수가 메인 유로(100)를 따라 유동을 개시하도록 상술한 밸브를 작업자가 조작할 수 있다.

원수가 메인 유로(100) 및 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)로 공급되므로, 작업자는 시운전을 통해 획득한 각종 정보를 이용해 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 작동상태를 설정할 수 있다.

작업자는 디스플레이부를 통해 표시되는 원수의 TDS를 확인하여, 해당 TDS에 대응되는, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)로부터 배출되는 물의 TDS를 기준 후단 TDS 이하가 되도록 하는 제거모드의 수행시간을 입력부를 이용해 입력하여 설정할 수 있다.

작업자는 해당 TDS에 대응되는, 필터 유로(21)를 따라 흐르는 원수의 유량을, 필터 유로(21) 또는 메인 유로(100)에 설치되는 밸브를 조작해 설정할 수 있다.

만일 바이패스 유로(25)를 포함하는 이온 제거키트(3)를 설치한 경우라면, 바이패스되는 유량을 조절함으로써 기준 후단 TDS 이하의 TDS를 가지는 물을 물 가열기로 제공할 수 있다. 이러한 경우, 작업자는 출수구(1002)를 통해 배출될 혼합수의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 디스플레이부에 표시되는 필터 유로(21)를 따라 흐르는 유량을 기초로 얻어진 바이패스할 원수의 유량을 구할 수 있다. 상기 바이패스할 유량의 원수가 바이패스 유로(21)를 따라 흐르도록, 바이패스 밸브(332)를 작업자가 조작해서 바이패스하는 원수의 유량을 조절할 수 있다.

작업자는 출수구(1002)를 통해 배출될 혼합수의 TDS가 기준 후단 TDS 이하가 되도록, 디스플레이부에 표시되는 후단 TDS센서(331)가 획득한 TDS를 기초로 얻어진 바이패스할 원수의 유량을 구할 수 있다. 상기 바이패스할 유량의 원수가 바이패스 유로(21)를 따라 흐르도록, 바이패스 밸브(332)를 작업자가 조작해서 바이패스하는 원수의 유량을 조절할 수 있다.

작업자는 상술한 설정단계 중 적어도 하나를 이용해 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 동작상태를 설정하고, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 작동하여 기준 후단 TDS 이하의 TDS를 가지는 물을 물 가열기로 제공하도록 할 수 있다. 작업자는 물 가열기의 순환 유로로부터 기존 물이 배출되도록 해, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 생산한 물이 순환 유로에 채워져 기존 물을 전부 대체하도록 할 수 있다.

이후 작업자는 메인 유로(100)에 배치되는 밸브를 조작해 원수의 유동을 차단한 상태에서, 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 메인 유로(100)로부터 제거할 수 있다. 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 제거된 뒤, 다시 작업자는 메인 유로(100)에 설치된 밸브를 조작하여 원수의 유동을 재개할 수 있다.

그러나 만일 물 가열기 대신 도 11의 보일러 시스템(7)에 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)가 설치된 경우라면, 지속적으로 연수를 포함한 물의 제공이 필요하다. 따라서 보일러 시스템(7)에 설치된 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)의 경우, 교체가 필요하거나 고장나는 등의 문제가 생긴 경우가 아니라면, 메인 유로(100)로부터 분리함이 없이, 보충 탱크(50)에 물 보충이 필요할 때 작동하여 연수를 생산하고 배출할 수 있다.

이러한 작업자의 작업을 통해, 내부에 위치한 물의 이온성 물질을 제거할 수단을 가지고 있지 않은 물 가열기에 대해서도 이온 제거키트(1, 2, 3, 35, 36)를 간단하게 설치, 작동 및 제거하는 방법을 수행하여 스케일의 발생을 방지할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 2, 3 : 이온 제거키트 4 : 연수 시스템
5 : 물 가열기 시스템 6 : 물 가열기
7 : 보일러 시스템 8 : 보일러
10 : 키트 케이스 12 : 물 가열기 케이스
13 : 보일러 케이스 21 : 필터 유로
22 : 출수 유로 23 : 배수 유로
24 : 제1 전달 유로 25 : 바이패스 유로
26 : 제2 전달 유로 27 : 토출 유로
34 : 토출 밸브 40, 352 : 필터 유닛
50 : 보충 탱크 61, 86 : 내부 유로
62, 82 : 팽창 탱크 63 : 순환 펌프
64, 84 : 열교환부 65 : 온수 열교환기
66, 85 : 난방 유로 67 : 배출공
72 : 순환 밸브
73 : 찜질방 등의 난방이 필요한 위치
74 : 가열부 75 : 저장 탱크
76 : 샤워기 81 : 보충 유로
100 : 메인 유로 101 : 입수점
102 : 출수점 103 : 메인 밸브
104 : 입수 연결관 105 : 출수 연결관
106 : 분기 지점 107 : 합류 지점
108 : 수원 밸브 111 : 연수기 입수구
112 : 연수기 출수구 311 : 전처리 필터
312 : 압력획득부 313 : 정유량 밸브
314 : 출수 밸브 315, 356 : 전단 TDS센서
321 : 필터 유량획득부 322 : 유량조절밸브
331 : 후단 TDS센서 332 : 바이패스 밸브
333 : 바이패스 유량획득부 641 : 잠열 열교환기
642 : 현열 열교환기 643 : 열원부
651 : 온수 유로 652 : 직수 배관
741 : 보일러 유닛 1001 : 입수구
1002 : 출수구 1031 : 입수단 밸브
1032 : 출수단 밸브 C : 제어부
D : 유동방향 P : 수요처
S : 수원

Claims

키트 케이스;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로로부터 상기 원수를 공급받아 상기 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기 탈이온 방식으로 제거하여, 상기 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 원수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 메인 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로;
상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및
상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 수요처에 원수가 공급되는 것이 차단되었을 때 상기 필터 유로의 내부 압력인 제1 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시키는, 이온 제거키트.
키트 케이스;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 물을 가열하여 순환시키거나 배출하는 물 가열기에 원수를 공급하기 위한 메인 유로로부터 상기 원수를 공급받아 상기 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 의해 제거하여, 상기 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 원수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 메인 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로;
상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및
상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 물 가열기에 원수가 공급되는 것이 차단되었을 때의 상기 필터 유로의 내부 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시키는, 이온 제거키트.
키트 케이스;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 물을 가열하여 순환시킴으로써 난방을 제공하는 보일러의 내부에 구비되고 난방 대상에 난방을 제공하는 난방 유로와 함께 난방수가 순환하는 순환 유로를 형성하는 내부 유로로부터 상기 난방수를 공급받아, 상기 공급받은 난방수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 의해 제거하여, 상기 난방수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 배출하는 필터 유닛;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 난방수를 공급받기 위한 입수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 필터 유로;
상기 키트 케이스의 내부에 구비되되, 상기 키트 케이스에 구비되어 상기 연수를 상기 내부 유로로 전달하기 위한 출수구와, 상기 필터 유닛을 연결하기 위한 출수 유로;
상기 필터 유로의 내부 압력을 획득하는 압력획득부; 및
상기 키트 케이스의 내부에 구비되고, 상기 필터 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 압력획득부에서 획득된, 필터 유로의 내부 압력이, 상기 난방수가 순환하는 것이 중단되었을 때의 상기 필터 유로의 내부 압력 미만일 때, 상기 필터 유닛을 작동시키는, 이온 제거키트.