KR102382516B1 - 온수기 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

저장탱크의 물을 가열하여 배출하는 온수기가 개시된다. 온수기는 물을 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 물의 온도를 감지하는 적어도 하나의 제1 온도 센서; 상기 온수기 외부와 관련된 온도를 감지하는 제2 온도 센서; 상기 물을 가열하는 적어도 하나의 발열체를 포함하는 제1 열교환기; 히트 펌프(Heat Pump) 시스템을 포함하며, 상기 물을 가열하는 제2 열교환기; 및 상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도 및 설정된 물의 온도에 기초하여, 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

온수기 및 이의 제어 방법{WATER HEATER AND CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 명세서의 실시 예는 온수기에 관한 것으로, 구체적으로 실외 온도와 설정된 물의 온도를 고려하여 온수기의 작동을 제어하는 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 온수기는 물과 같은 액체를 가열하는 전기 기구로서, 가열하고자 하는 물이나 기타 액체 등의 내용물이 담긴 저장탱크의 외벽에 히터를 밀착시켜 부착하여 히터의 저항 열을 저장탱크에 전달하는 방식 또는 저장탱크 내에 히터를 배치하여 가열하고자 하는 물이나 기타 액체 등과 직접 접촉시켜 가열하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 위와 같은 방식은 히터의 최고 온도가 약 800도에 달해 적절한 안전장치가 구비되어 있지 않으면 위험성이 높고, 저항성 히터를 사용함에 따라 소비 전력이 필요한 문제가 있었다. 이에, 히트 펌프를 이용하는 온수기에 관한 기술이 연구되고 있다.
대한민국 등록특허 10-1780071B1(2017.09.13 설정등록)는 히트 펌프와 연동하여 온수를 제공하는 기기에 관한 것으로, 냉매 압축 사이클을 이용하는 히트 펌프 시스템을 이용하여 온수를 제공하는 기기에 관한 것입니다. 구체적으로, 등록특허 10-1780071B1은 냉매의 온도 및 냉매의 유속을 감지하고, 기준 유속 및 기준 온도와 비교하여 온수기의 작동을 제어하는 기기에 관한 것입니다. 그러나, 등록특허 10-1780071B1은 냉매의 온도 및 냉매의 유속을 감지하여 온수기의 작동을 제어하는 구성을 개시하고 있을 뿐, 실외 온도와 설정된 온도를 고려하여 온수기의 작동을 제어하는 구성에 대해서는 개시하고 있지 못하다.
따라서, 히터와 히트 펌프 시스템을 이용하는 온수기에서 실외 온도와 설정된 온도를 고려하여 제어하는 기술이 필요하다.
본 명세서의 실시 예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 실외 온도와 설정된 물의 온도에 기초하여 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 온수기에 관한 것이다.
본 명세서의 실시 예는 실외 온도가 저온일 경우 가열 성능 저하로 인한 문제를 고려하여, 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 온수기에 관한 것이다.
본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예 들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 온수기는 물을 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 물의 온도를 감지하는 적어도 하나의 제1 온도 센서; 상기 온수기 외부와 관련된 온도를 감지하는 제2 온도 센서; 상기 물을 가열하는 적어도 하나의 발열체를 포함하는 제1 열교환기; 히트 펌프(Heat Pump) 시스템을 포함하며, 상기 물을 가열하는 제2 열교환기; 및 상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도 및 설정된 물의 온도에 기초하여, 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 이하일 경우, 제2 열교환기의 작동 없이 상기 제1 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 상기 설정된 물의 온도가 특정 온도 이상인 경우, 제2 열교환기가 먼저 가열 작동을 수행한 후, 상기 제1 열교환기가 가열 작동을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제1 열교환기는 상기 제1 온도 센서가 감지한 온도를 기반으로 가열 작동을 시작하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제1 온도 센서에 의해 감지된 온도가 상기 특정 온도에 도달할 때까지 상기 제1 열교환기의 작동 없이 상기 제2 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제1 온도 센서에 의해 감지된 온도가 상기 특정 온도 이상인 경우, 상기 설정된 물의 온도에 도달할 때까지 상기 제2 열교환기의 작동 없이 상기 제1 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 상기 제2 온도 보다 큰 경우 설정된 모드에 기초하여 상기 물을 가열하거나, 또는 상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고 상기 설정된 물의 온도가 특정 온도 미만인 경우 설정된 모드에 기초하여 상기 물을 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제1 온도 센서는 상기 저장탱크의 상부에 위치하는 상부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서보다 아래에 위치하는 하부 온도 센서를 포함하며, 상기 제1 열 교환기는 상부에 위치하는 상부 히터 및 상기 상부 히터보다 아래에 위치하는 하부 히터를 포함하고, 상기 제어부는 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 이하인 경우 상기 상부 온도 센서에 의해 감지된 온도 값이 설정된 온도에 도달할 때까지 상기 하부 히터의 작동 없이 상기 상부 히터를 이용하여 가열 작동을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 상부 히터는 복수의 히터를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 상부 히터 중에서 출수 배관에 인접한 순서대로 작동을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 제1 온도 센서는 상기 저장탱크 내부의 일정 영역의 온도를 감지하는 복수의 센서를 포함하고 있으며, 상기 제어부는 상기 저장탱크의 상부 영역에 대응하는 물의 온도를 상기 저장탱크의 하부 영역에 대응하는 물의 온도 보다 상기 제1 열교환기를 이용하여 우선 순위로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 온수기는 히트 펌프 모드, 히터 모드, 오토(auto) 모드, 터보(turbo) 모드 및 휴지(vacation) 모드 중에서 적어도 하나의 모드에 기초하여 작동할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 온수기의 제어 방법은 온수기 외부와 관련된 온도를 확인하는 단계; 설정된 물의 온도를 확인하는 단계; 및 상기 외부와 관련된 온도와 상기 설정된 물의 온도를 고려하여, 저장탱크의 물의 온도를 설정된 물의 온도까지 가열되도록 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시 예에 따르면 아래와 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 실외 온도와 설정된 물의 온도를 고려하여, 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어함으로써 가열 성능을 고려하여 효율적으로 온수를 제공할 수 있다.
둘째, 모드에 관계 없이 온수기의 가열 성능이 급격히 떨어지는 실외 온도를 고려하여, 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어함으로써 온수기의 효율성이 향상될 수 있다.
셋째, 설정된 온도와 특정 온도를 비교하여, 모드에 관계 없이 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어함으로써 온수를 제공할 수 있다.
실시 예의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 온수기의 외부 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 온수기의 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 온수기가 포함하는 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 온수기에서 작동 가능한 각 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 저장탱크 내부의 일정 영역의 온도를 감지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 온수기를 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 온수기를 제어하는 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 작동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 작동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 작동 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 온수기의 외부 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 온수기의 내부를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 온수기의 외부를 확인할 수 있고, 도 2를 참조하면 온수기 내부의 투명도를 확인할 수 있다. 온수기(100)는 저장탱크에 저장된 물을 가열하여 사용자에게 제공하거나 또는 저장탱크에 저장된 물의 온도를 유지하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 온수기(100)는 저장탱크에 저장된 물의 가열 또는 온도 유지를 위해 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 이용할 수 있다. 온수기(100)는 입수 배관(107, 207)을 통해 저장탱크에 공급된 물을 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 이용하여 가열하고, 설정된 온도까지 가열된 물을 출수 배관(109, 209)를 통해 배출할 수 있다.
제1 열교환기는 전원의 인가에 따라 열을 발생시켜 물을 가열하는 발열체를 포함하는 기기로서, 예를 들면 적어도 하나의 히터를 포함할 수 있으며, 상기 히터는 전기 저항성 히터를 포함할 수 있다. 제1 열교환기는 도 1과 같이 2개의 히터(103, 105)를 포함할 수 있지만, 이는 일례로서 본 명세서의 권리 범위가 2개의 히터(103, 105)로 한정되는 것은 아니다. 여기서, 히터(103, 203)은 상부 히터 일 수 있고, 히터(105, 205)는 상부 히터 보다 아래에 위치하는 하부 히터 일 수 있다. 도전성과 강성을 갖춘 재질(예를 들면, 스테인레스 재질)로 구성될 수 있는 발열체 내부에는 전기적 연결에 따라 열을 발생시키는 물질이 내장될 수 있고, 발열체의 일례로서 코일 형태를 갖는 니크롬선이 포함될 수 있다. 이와 같은 히터(103, 105)의 일례로서 시스 히터(sheath heater)가 포함될 수 있다.
적어도 하나의 히터(103, 105)를 포함하는 제1 열교환기는 저장탱크 내부의 물과 접촉하여 물을 가열함으로써, 물의 가열 속도가 히트 펌프 시스템(101)을 포함하는 제2 열교환기 보다 상대적으로 빠를 수 있다. 이때, 히트 펌프 시스템(101)을 포함하는 제2 열교환기는 적어도 하나의 히터(103, 105)를 포함하는 제1 열교환기 보다 상대적으로 적은 전력을 소비하여 효율적일 수 있다. 즉, 제1 열교환기는 물의 온도를 빨리 높일 수 있지만 상대적으로 많은 소비 전력이 필요하고, 제2 열교환기는 물의 온도를 상대적으로 느리게 높일 수 있지만 상대적으로 적은 소비 전력이 필요할 수 있다.
제1 열교환기에 포함된 발열체인 히터(105, 205)는 저장탱크 하부에 위치한 물을 가열할 수 있고, 히터(103, 203)는 상대적으로 저장탱크 상부에 위치한 물을 가열할 수 있다. 히터(103, 203)와 히터(105, 205) 간의 위치 관계는 일례에 해당하고, 본 명세서의 권리범위가 도 1과 같은 위치 관계로 한정되는 것은 아니다.
히트 펌프 시스템(101)은 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 냉매 압축 사이클을 이용하는 히트 펌프 시스템(101)의 압축기는 냉매를 고온 고압으로 압축할 수 있고, 응축기는 압축기를 통과한 고온의 냉매와 저온의 물 간의 열 교환을 통해 물을 가열할 수 있다. 도 2와 같이, 응축기와 연결된 냉매 배관(201)은 저장탱크를 감싸는 형태로 구성될 수 있고, 압축기를 통과한 고온의 냉매가 냉매 배관(201)을 통해 유동하면서 저장탱크 내부의 저온의 물과 열 교환할 수 있다. 여기서, 냉매 배관(201)과 저장탱크 간의 도 2와 같은 연결 관계는 일례에 불과하고, 본 명세서의 권리 범위가 도 2와 같은 연결 관계로 한정되는 것은 아니다. 응축기를 통과한 냉매는 팽창 밸브로 유입될 수 있다. 팽창 밸브의 일례는 EEV(Electronic Expansion Valve)로서, 소정의 범위 내에서 개도가 조절될 수 있어, 팽창 밸브로 유입된 냉매의 압력이 감압될 수 있다. 팽창 밸브를 통과하여 증발기로 유입된 냉매는 외기와 열 교환을 통해 기화될 수 있다. 이와 같이, 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 통한 냉매 압축 사이클을 이용하여 물과 열 교환하는 히트 펌프 시스템(101)은 물의 가열 속도가 히터(103, 105) 보다 상대적으로 느릴 수 있다.
적어도 하나의 히터를 포함하는 제1 열교환기 및 히트 펌프 시스템을 포함하는 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 사용하여 저장탱크의 물이 가열될 수 있다. 이때, 온수기의 작동 모드에 대응하여 제1 열교환기와 제2 열교환기의 작동 여부가 결정될 수 있고, 각 모드에 따른 구체적인 열교환기의 작동에 대해서는 아래에서 자세히 기재한다. 히트 펌프 시스템(101)은 인버터와 연결될 수 있고, 인버터의 출력 주파수에 기초하여 히트 펌프 시스템(101)의 작동이 제어될 수 있다. 인버터는 직류 전원을 교류로 변환하여 압축기에 제공할 수 있으며, 압축기의 필요 작동 상태에 대응하여 인버터의 출력 주파수를 조절함으로써 온수기의 에너지 효율이 향상될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 온수기가 포함하는 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 온수기(300)는 저장탱크(310), 제1 온도 센서(320), 제2 온도 센서(330), 제1 열교환기(340), 제2 열교환기(350) 및 제어부(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
저장탱크(310)는 물을 저장할 수 있다. 구체적으로, 입수 배관(107, 207)을 이용하여 물이 저장탱크(310) 내부에 저장될 수 있다. 또한, 출수 배관(109, 209)을 이용하여 저장탱크(310)에 저장된 물이 외부로 배출될 수 있다. 출수 배관(109, 209)을 이용하여 외부로 배출되는 물은 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 이용하여 설정된 온도까지 가열될 수 있다. 저장탱크(310)는 제1 열교환기(340) 및 제2 열교환기(350)와 인접하여 위치할 수 있으며, 저장탱크(310) 내부의 물은 제1 열교환기(340) 및 제2 열교환기(350) 중에서 적어도 하나를 이용하여 가열되거나 또는 온도가 유지될 수 있다.
제1 온도 센서(320)는 저장탱크(310)에 저장된 물의 온도를 감지할 수 있다. 제1 온도 센서(320)는 저장탱크(310) 내부의 일정 영역의 온도를 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 구체적으로, 저장탱크(310) 내부가 6개의 영역으로 구분되는 경우, 제1 온도 센서(320)는 각각의 영역에 대응하는 6개의 센서를 포함할 수 있다. 이때, 각각의 6개의 센서에서 감지된 온도에 기초하여, 제1 온도 센서(320)는 저장탱크(310) 내부의 물의 온도를 감지할 수 있다. 제1 온도 센서(320)는 각 센서의 위치, 각 센서의 위치에 따른 물의 양, 각 센서에서 감지된 온도를 고려하여 저장탱크(310) 내부의 물의 온도를 감지할 수 있다. 이에 대해 보다 자세한 설명은 이하 도 5에서 기재한다.
제2 온도 센서(330)는 온수기(300) 외부와 관련된 온도를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제2 온도 센서(330)는 온수기(300) 외부와 관련된 실외 온도를 감지할 수 있다.
제1 열교환기(340)는 물을 가열하는 적어도 하나의 발열체를 포함할 수 있다. 여기서, 히터(103, 203)은 상부 히터 일 수 있고, 히터(105, 205)는 상부 히터 보다 아래에 위치하는 하부 히터 일 수 있다. 본 명세서에서 상부 히터는(103, 203)과 하부 히터(105, 205)는 각 1개씩만 표시되어 있지만, 상부 히터와 하부 히터는 복수의 히터를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제1 열교환기(340)가 히터(203, 205) 2개를 포함하는 것으로 기재되어 있지만, 본 명세서의 권리범위는 2개의 히터를 포함하는 제1 열교환기(340)로 제한되지 않는다. 제1 열교환기(340)는 상대적으로 많은 전력을 소비하면서 상대적으로 빠른 시간에 저장탱크(310) 내부의 물의 온도를 가열할 수 있다.
실시 예에 따르면, 복수의 발열체를 포함하는 제1 열교환기는 저장탱크의 상부 영역에 대응하는 물의 온도를 저장탱크의 하부 영역에 대응하는 물의 온도 보다 우선 순위로 가열할 수 있다. 구체적으로, 2개의 히터(203, 205)를 포함하는 제1 열 교환기는 상부 영역에 대응하는 물의 온도를 히터(203)을 이용하여 먼저 가열한 후 하부 영역에 대응하는 물의 온도를 히터(205)를 이용하여 가열할 수 있다. 2개의 히터가 동시에 작동할 경우, 많은 전력 소비로 인해 과열 우려가 있기 때문이다. 예를 들면, 실외 온도가 제1 온도 이하인 경우, 제1 열교환기는 히터(203)을 이용하여 설정된 온도까지 상부 영역에 대응하는 물의 온도를 가열한 후 히터(205)를 이용하여 설정된 온도까지 하부 영역에 대응하는 물의 온도를 가열할 수 있다.
제2 열교환기(350)는 물을 가열하기 위해 히트 펌프(Heat Pump) 시스템을 포함할 수 있다. 냉매 압축 사이클을 이용하는 히트 펌프 시스템(350)은 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 열교환기(350)는 상대적으로 적은 전력을 소비하면서 상대적으로 느린 시간에 저장탱크(310) 내부의 물의 온도를 가열할 수 있다.
제어부(360)는 제2 온도 센서(330)에 의해 감지된 온도 및 설정된 물의 온도에 기초하여, 제1 열교환기(340) 및 제2 열교환기(350) 중에서 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제어부(360)는 제2 온도 센서(330)를 이용하여 감지된 저장탱크(310) 외부와 관련된 실외 온도를 확인할 수 있고, 제어부(360)는 설정된 물의 온도를 확인할 수 있다. 또한, 온수기(300)는 히트 펌프 모드, 히터 모드, 오토 모드, 터보 모드 및 휴지 모드 중에서 적어도 하나의 모드에 기초하여 작동할 수 있고, 제어부(360)는 각 모드에 대응하여 제1 열교환기(340) 및 제2 열교환기(350) 중에서 적어도 하나를 제어할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 온수기에서 작동 가능한 각 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 온수기는 히트 펌프 모드(410), 히터 모드(420), 오토 모드(430), 터보 모드(440), 휴지 모드(450) 중에서 적어도 하나의 모드에 기초하여 작동할 수 있다.
온수기의 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 낮은 경우, 온수기의 작동의 신뢰성을 보장하기 위해 각 모드에 관계없이 히터를 이용하여 작동할 수 있다. 이때, 제1 온도는 실험을 통해 사전에 설정된 온도일 수 있다. 예를 들면, 제1 온도가 10도로 설정된 경우, 온수기의 외부와 관련된 온도가 10도 이하로 낮아지면 온수기는 각 모드에 관계없이 히터를 이용하여 작동할 수 있다.
사용자가 디스플레이(400)를 통해 선택한 각 모드에 기초하여 온수기가 작동할 수 있다. 이때, 선택 가능한 모드는 히트 펌프 모드(410), 히터 모드(420), 오토 모드(auto mode)(430), 터보 모드(turbo mode)(440), 휴지 모드(vacation mode)(450)를 포함할 수 있다.
여기서, 히트 펌프 모드(410)는 히트 펌프 시스템을 포함하는 제2 열교환기만 이용하여 저장탱크의 물을 설정된 온도까지 가열하는 모드에 대응할 수 있다. 히트 펌프 모드(410)이더라도 온수기의 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 낮은 경우 고장 방지 위해 히터가 작동될 수 있고, 온수기의 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 높은 경우 설정된 온도까지 제2 열교환기만을 이용하여 물을 가열하는 모드에 대응할 수 있다. 히트 펌프 모드(410)는 히터가 아닌 히트 펌프 시스템만을 이용하여 물을 가열하는 모드로서, 상대적으로 물의 가열 속도는 느리지만 매우 적은 전력을 소비하는 모드일 수 있다.
또한, 히터 모드(420)는 히터를 포함하는 제1 열교환기만을 이용하여 저장탱크의 물을 설정된 온도까지 가열하는 모드에 대응할 수 있다. 히터 모드(420)는 히트 펌프 시스템이 아닌 히터만을 이용하여 물을 가열하는 모드로서, 상대적으로 설정된 온도까지 물의 가열 속도는 빠르지만 매우 많은 전력을 소비하는 모드일 수 있다. 이에, 히터 모드(420)는 히트 펌프 시스템 또는 인버터가 작동 불가능하거나, 작동 효율이 떨어지는 환경에서 물을 가열하는 모드로 사용될 수 있다.
또한 실시 예에서 사용자는 각 모드를 직접 결정하지 않고, 목표 온도만 설정할 수 있으며, 온수기는 실외 온도, 목표 온도 및 현재 물의 온도를 기반으로 작동 모드를 결정할 수 있다.
오토 모드(430)는 저장탱크의 물과 설정된 온도 간의 차이를 고려하여 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 작동시키는 모드에 대응할 수 있다. 구체적으로, 오토 모드(430)는 저장탱크의 물의 온도와 설정된 온도 간의 차이가 특정 값 이상일 경우 제1 열교환기와 제2 열교환기를 모두 작동시켜 물을 가열할 수 있거나, 또는 특정 값 보다 작은 경우 제2 열교환기만을 작동시켜 물을 가열할 수 있다. 오토 모드(430)일 때, 제어부는 설정된 온도까지 물을 가열하는데 필요한 에너지를 고려하여 인버터의 주파수를 조절함으로써, 온수기를 효율적으로 작동시킬 수 있다. 예를 들면, 특정 값이 10도로 사전에 설정된 경우, 저장탱크의 물의 온도와 설정된 온도 간의 차이가 8도인 경우 오토 모드(430)로 설정된 온수기는 제2 열교환기만을 이용하여 물을 가열할 수 있다. 다른 예를 들면, 특정 값이 10도로 사전에 설정된 경우, 또는 저장탱크의 물의 온도와 설정된 온도 간의 차이가 15도인 경우 오토 모드(430)로 설정된 온수기는 차이가 10도될때까지 제1 열교환기와 제2 열교환기를 모두 작동시킬 수 있다. 이때, 제어부는 인버터의 주파수를 최대한으로 설정하여 물을 가열하지 않고, 저장탱크의 물을 설정된 온도까지 가열하는데 필요한 에너지의 효율을 고려하여 인버터의 주파수를 조절할 수 있다.
터보 모드(440)는 제1 열교환기와 제2 열교환기를 모두 최대한 작동시켜 설정된 온도까지 최단 시간 내에 물을 가열하는 모드에 대응할 수 있다. 구체적으로, 전력 효율성을 고려하기 보다 최단 시간 내에 설정된 온도까지 물이 가열되도록, 제1 열교환기와 제2 열교환기를 작동시키는 모드에 대응할 수 있다.
휴지 모드(450)는 온수기의 미사용시 저장탱크의 물의 온도를 일정 온도로 유지하는 모드로서, 낮은 온도에서 온수기의 이상 작동이나 동파를 방지하는 모드에 대응할 수 있다. 구체적으로, 휴지 모드(450)는 온수기가 기준 시간 이상 사용되지 않은 경우 휴지 모드(450)로 설정되어 저장탱크의 물의 온도를 일정 온도로 유지하는 모드일 수 있거나, 또는 사용자가 휴지 모드(450)를 선택한 경우 저장탱크의 물의 온도를 일정 온도 이상으로 유지하는 모드일 수 있다. 이때, 온수기의 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 낮은 경우 히터를 이용하여 물의 온도를 유지하고, 온수기의 외부와 관련된 온도가 일정 온도 이상인 경우 히트 펌프 시스템을 이용하여 물의 온도를 유지할 수 있다. 예를 들면, 실외 온도가 제1 온도 이상인 상황에서 사용자가 휴지 모드(450)를 선택한 경우, 저장탱크의 물의 온도가 일정 온도인 15도를 유지하도록 온수기는 히트 펌프 시스템을 작동시킬 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 저장탱크 내부의 일정 영역의 온도를 감지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 저장탱크 내부가 일례로서 제1 영역부터 제6 영역까지 6개의 영역으로 구분될 수 있다. 이때, 본 명세서의 권리범위가 도 5와 같이 6개의 영역으로 제한되는 것은 아니고, 다른 개수의 영역으로 구분되는 것도 본 명세서의 권리범위에 포함될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부 히터는 제2 영역에 위치하며, 하부 히터는 제5 영역에 위치하는 것을 확인할 수 있다. 다만, 본 명세서의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 5와 달리 제1 영역에 대응하는 히터, 제2 영역에 대응하는 히터, 제3 영역에 대응하는 히터가 상부 히터에 포함될 수 있고, 제4 영역에 대응하는 히터, 제5 영역에 대응하는 히터, 제6 영역에 대응하는 히터가 하부 히터에 포함될 수 있다. 다른 예를 들면, 도 5와 달리, 제1 영역과 제2 영역 사이에 대응하는 히터, 제2 영역과 제3 영역에 대응하는 히터가 상부 히터에 포함될 수 있고, 제4 영역과 제5 영역에 대응하는 히터, 제5 영역과 제6 영역에 대응하는 히터가 하부 히터에 포함될 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 영역 ~ 제3 영역에 4개 이상의 히터가 대응될 수 있으며, 이때 4개 이상의 히터가 상부 히터에 포함될 수 있다. 또한, 제4 영역 ~ 제6 영역에 4개 이상의 히터가 대응될 수 있으며, 이때 4개 이상의 히터가 하부 히터에 포함될 수 있다. 이외에도 다양한 형태의 히터의 위치 관계 및 개수가 본 명세서의 권리범위에 포함될 수 있다.
제1 온도 센서는 각 영역에 대응하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 온도 센서는 제1 영역에 대응하는 센서 1, 제2 영역에 대응하는 센서 2, 제3 영역에 대응하는 센서 3, 제4 영역에 대응하는 센서 4, 제5 영역에 대응하는 센서 5, 제6 영역에 대응하는 센서 6을 포함할 수 있다.
센서 1은 제1 영역에 대응하는 물의 온도를 감지할 수 있고, 센서 2는 제2 영역에 대응하는 물의 온도를 감지할 수 있고, 센서 3은 제3 영역에 대응하는 물의 온도를 감지할 수 있고, 센서 4는 제4 영역에 대응하는 물의 온도를 감지할 수 있고, 센서 5는 제5 영역에 대응하는 물의 온도를 감지할 수 있고, 센서 6은 제6 영역에 대응하는 물의 온도를 감지할 수 있다.
저장탱크 내부는 상부 영역과 하부 영역으로 구분될 수 있고, 상부 영역은 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 포함할 수 있으며, 하부 영역은 제4 영역, 제5 영역, 제6 영역을 포함할 수 있다. 하부 영역은 입수 배관에 가까운 영역에 대응하고, 상부 영역은 출수 배관에 가까운 영역에 대응할 수 있다. 이때, 상부 온도 센서는 상부 영역에 대응하는 온도를 측정하는 센서이고, 하부 온도 센서는 상부 온도 센서보다 아래에 위치하며 하부 영역에 대응하는 온도를 측정하는 센서일 수 있다. 일례로, 상부 온도 센서는 센서 1, 센서 2, 센서 3을 포함할 수 있고, 하부 온도 센서는 센서 4, 센서 5, 센서 6을 포함할 수 있다.
상부 영역의 온도는 센서 1, 센서 2 및 센서 3 중에서 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 상부 영역의 온도는 출수 배관이 위치한 영역의 온도를 감지하는 센서에서 측정한 온도에 다른 센서에서 측정한 온도 보다 가중치를 부여해서 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 5에서 출수 배관이 위치하는 영역의 온도를 감지하는 센서는 센서 2일 수 있다. 따라서, 상부 영역의 온도는 센서 2에서 감지한 온도에 센서 1 및 센서 3에서 감지한 온도 보다 가중치를 부여하여 결정될 수 있다. 이때, 가중치는 실험을 통해 결정된 통계 값으로서 사전에 결정될 수 있다.
또한, 하부 영역의 온도는 센서 4, 센서 5 및 센서 6 중에서 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 하부 영역의 온도는 입수 배관이 위치한 영역의 온도를 감지하는 센서에서 측정한 온도에 다른 센서에서 측정한 온도 보다 가중치를 부여해서 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 5에서 입수 배관이 위치하는 영역의 온도를 감지하는 센서는 센서 6일 수 있다. 따라서, 하부 영역의 온도는 센서 6에서 감지한 온도에 센서 4 및 센서 5에서 감지한 온도 보다 가중치를 부여하여 결정될 수 있다. 이때, 가중치는 실험을 통해 결정된 통계 값으로서 사전에 결정될 수 있다.
따라서, 온수기는 저장탱크에 저장된 물의 온도를 제1 온도 센서를 이용하여 감지할 수 있다. 구체적으로, 온수기는 제1 온도 센서를 이용하여 각 영역에 대응하는 온도를 감지할 수 있거나, 또는 상부 영역과 하부 영역에 대응하는 온도를 감지할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 온수기를 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 단계 601에서 온수기는 온수기 외부와 관련된 실외 온도가 제1 온도 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 구체적으로, 온수기는 제2 온도 센서를 이용하여 온수기 외부와 관련된 실외 온도를 감지할 수 있다. 여기서, 제1 온도는 사전에 실험을 통해 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 온수기는 온수기 외부와 관련된 실외 온도가 영하 5도 이하인지 여부를 확인할 수 있다.
단계 609에서, 실외 온도가 제1 온도 이하인 경우 온수기는 모드와 관계 없이 제2 열교환기를 작동하지 않고 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 예를 들면, 실외 온도가 영하 5도 이하인 경우, 온수기는 모드와 관계 없이 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 이때, 온수기는 제2 열교환기의 작동 없이 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다.
단계 603에서, 온수기는 실외 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 제2 온도는 사전에 실험을 통해 결정된 값으로서, 일례로 5도 일 수 있다. 만약, 실외 온도가 제2 온도 보다 큰 경우, 단계 613에서 온수기는 설정된 모드에 기초하여 작동할 수 있다. 모드에 대해서는 전술한 기재를 참조한다. 예를 들면, 실외 온도가 5도 보다 큰 경우, 온수기는 설정된 모드에 기초하여 작동할 수 있다.
단계 605에서, 온수기는 실외 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 설정된 온도가 특정 온도 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 특정 온도는 사전에 설정된 값으로서, 일례로 50도 일 수 있다. 예를 들면, 온수기는 실외 온도가 영하 5도 보다 크고 5도 이하인지 여부를 확인할 수 있고, 설정된 온도가 50도 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 온수기는 설정된 온도까지 가열된 물을 출수 배관을 이용하여 배출할 수 있다. 설정된 온도는 사용자에 의해 설정되거나 또는 모드에 기초하여 설정될 수 있다.
단계 607에서, 온수기는 물의 온도가 특정 온도에 도달하였는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들면, 온수기는 저장탱크 내부의 물의 온도가 50도에 도달하였는지 여부를 확인할 수 있다.
단계 609에서, 온수기는 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 구체적으로, 실외 온도가 제1 온도 이하인 경우, 온수기는 모드에 관계 없이 제2 열교환기는 작동하지 않고 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 예를 들면, 실외 온도가 영하 10도인 경우, 온수기는 모드에 관계 없이 제2 열교환기는 작동하지 않고 제1 열교환기인 히터를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 구체적으로, 실외 온도가 영하 10도인 경우, 온수기는 설정된 물의 온도에 도달할 때까지 제2 열교환기는 작동하지 않고 제1 열교환기인 히터를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 이때, 상부 온도 센서에 의해 감지된 온도 값이 설정된 온도에 도달할 때까지 하부 히터의 작동 없이 상부 히터를 이용하여 가열 작동을 수행할 수 있다. 또는, 온수기는 저장탱크의 상부 영역에 대응하는 물의 온도를 저장탱크의 하부 영역에 대응하는 물의 온도 보다 제1 열교환기를 이용하여 우선순위로 가열할 수 있다. 이때, 상부 히터가 적어도 하나의 히터를 포함하는 경우, 제어부는 상부 히터 중에서 출수 배관에 인접한 순서대로 작동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상부 히터가 3개의 히터를 포함하는 경우, 제어부는 출수 배관에 인접한 순서대로 상부 히터의 작동을 제어할 수 있다. 출수 배관에 인접한 물을 먼저 가열함으로써, 사용자에게 보다 빠르게 온수를 제공할 수 있다.
또한, 실외 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 설정된 물의 온도가 특정 온도 이상이고, 저장탱크의 물의 온도가 특정 온도에 도달한 경우, 온수기는 모드에 관계 없이 설정된 온도까지 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 예를 들면, 실외 온도가 3도 이고, 설정된 물의 온도가 60도이고, 저장탱크의 물의 온도가 특정 온도인 50도에 도달한 경우, 온수기는 모드에 관계 없이 설정된 물의 온도인 60도까지 제2 열교환기는 작동하지 않고 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다.
단계 611에서, 온수기는 제2 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 구체적으로, 실외 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 설정된 물의 온도가 특정 온도 이상인 경우, 온수기는 모드에 관계 없이 특정 온도에 도달할 때까지 제1 열교환기의 작동 없이 제2 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 예를 들면, 실외 온도가 3도 이고, 설정된 물의 온도가 60도이고, 저장 탱크의 물의 온도가 30도인 경우, 온수기는 모드에 관계 없이 특정 온도인 50도에 도달할 때까지 제1 열교환기의 작동 없이 제2 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다. 온수기는 특정 온도인 50도에 도달한 경우, 설정된 물의 온도인 60도에 도달할 때까지 제2 열교환기의 작동 없이 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다.
단계 613에서, 온수기는 설정된 모드에 기초하여 작동할 수 있다. 구체적으로, 실외 온도가 제2 온도 보다 큰 경우, 온수기는 설정된 모드에 기초하여 저장탱크의 물을 가열할 수 있다. 또한, 실외 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 설정된 물의 온도가 특정 온도 보다 작은 경우, 온수기는 설정된 모드에 기초하여 저장탱크의 물을 가열할 수 있다. 예를 들면, 실외 온도가 6도인 경우, 온수기는 설정된 모드에 기초하여 저장탱크의 물을 가열할 수 있다. 또한, 실외 온도가 3도이고, 설정된 물의 온도가 특정 온도인 50도 보다 작은 40도인 경우, 온수기는 설정된 모드에 기초하여 저장탱크의 물을 가열할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 온수기를 제어하는 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 온수기와 관련하여 전술한 기재가 여기에도 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 단계 710에서 제어부는 온수기의 외부와 관련된 온도를 확인할 수 있다. 온수기는 실외 온도를 측정할 수 있는 센서를 포함하고 있으며, 센서는 온수기의 실외 온도를 감지할 수 있고, 제어부는 센서가 감지한 실외 온도를 확인할 수 있다.
단계 720에서 제어부는 설정된 물의 온도를 확인할 수 있다. 온수기는 저장탱크의 물을 설정된 물의 온도까지 가열하여 배출할 수 있다. 이때, 설정된 물의 온도는 사용자에 의해 설정된 값이거나 또는 주변 환경을 고려하여 자동으로 설정된 값일 수 있다.
단계 730에서 제어부는 외부와 관련된 온도와 설정된 물의 온도를 고려하여, 저장탱크의 물의 온도를 설정된 물의 온도까지 가열되도록 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어할 수 있다.
구체적으로, 외부와 관련된 온도가 제1 온도 이하일 경우, 모드와 관계 없이 제2 열교환기는 작동 하지 않고 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열할 수 있다.
또한, 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 설정된 물의 온도가 특정 온도 이상인 경우, 제2 열교환기가 먼저 가열 작동을 수행한 후 제1 열교환기가 가열 작동을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 저장탱크의 물의 온도가 특정 온도에 도달할 때까지 제1 열교환기는 작동하지 않고 제2 열교환기를 이용하여 물을 가열하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 저장탱크의 물의 온도가 특정 온도에 도달한 이후 설정된 물의 온도에 도달할 때까지 제2 열교환기는 작동하지 않고 제1 열교환기를 이용하여 물을 가열하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부는 외부와 관련된 온도가 제2 온도 보다 큰 경우 설정된 모드에 기초하여 물을 가열하도록 온수기를 제어할 수 있다. 또는, 제어부는 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고 설정된 물의 온도가 특정 온도 미만인 경우 설정된 모드에 기초하여 물을 가열하도록 온수기를 제어할 수 있다. 온수기의 모드는 오토 모드, 터보 모드, 히터 모드, 히트 펌프 모드 및 휴지 모드 중에서 적어도 하나의 모드를 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 온수기
101: 히트 펌프 시스템
103, 105: 히터
107, 109: 입수 배관, 출수 배관

Claims (15)

  1. 온수기에 있어서,
    물을 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크에 저장된 물의 온도를 감지하기 위한 복수의 상부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서보다 아래에 위치하는 복수의 하부 온도 센서를 포함하는 제1 온도 센서;
    상기 온수기 외부와 관련된 온도를 감지하는 제2 온도 센서;
    상기 물을 가열하는 상부 히터 및 상기 상부 히터 보다 아래에 위치하는 하부 히터를 포함하는 포함하는 제1 열교환기;
    히트 펌프(Heat Pump) 시스템을 포함하며, 상기 물을 가열하는 제2 열교환기; 및
    상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도 및 설정된 물의 온도에 기초하여, 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 복수의 상부 온도 센서 중에서 출수 배관에 인접한 상부 온도 센서가 측정한 물의 온도에 다른 상부 온도 센서에서 측정한 물의 온도 보다 가중치가 부여되고, 상기 가중치를 고려하여 상기 저장탱크에 저장된 물의 온도가 감지되고,
    상기 제어부는, 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 이하인 경우 상기 복수의 상부 온도 센서에 의해 감지된 온도 값이 설정된 온도에 도달할 때까지 상기 하부 히터가 정지된 상태에서 상기 상부 히터를 이용하여 가열 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    온수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 이하일 경우, 제2 열교환기의 작동 없이 상기 제1 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하는 것을 특징으로 하는,
    온수기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 상기 설정된 물의 온도가 특정 온도 이상인 경우, 상기 제1 온도 센서에 의해 감지된 온도가 상기 특정 온도에 도달할 때까지 상기 제1 열교환기가 정지한 상태에서 먼저 상기 제2 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하고, 상기 제1 온도 센서에 의해 감지된 온도가 상기 특정 온도 이상인 경우 상기 설정된 물의 온도에 도달할 때까지 상기 제2 열교환기가 정지한 상태에서 상기 제1 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하는 것을 특징으로 하는,
    온수기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고 상기 설정된 물의 온도가 특정 온도 미만인 경우 오토 모드에 기초하여 상기 물을 가열하고,
    상기 오토 모드는 상기 저장탱크의 물의 온도와 상기 설정된 온도 간의 차이가 특정 값 이상일 경우 제1 열교환기와 인버터의 주파수가 조절된 제2 열교환기를 이용하여 상기 저장탱크의 물을 가열하는 모드에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    온수기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 히터는 복수의 히터를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 상부 히터 중에서 출수 배관에 인접한 순서대로 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    온수기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 온수기는,
    히트 펌프 모드, 히터 모드, 오토(auto) 모드, 터보(turbo) 모드 및 휴지(vacation) 모드 중에서 적어도 하나의 모드에 기초하여 작동하는,
    온수기.
  10. 온수기 외부와 관련된 온도를 확인하는 단계;
    설정된 물의 온도를 확인하는 단계;
    상기 외부와 관련된 온도와 상기 설정된 물의 온도를 고려하여, 저장탱크의 물의 온도를 상기 설정된 물의 온도까지 가열되도록 제1 열교환기 및 제2 열교환기 중에서 적어도 하나를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 열 교환기는 상기 물을 가열하는 상부 히터 및 상기 상부 히터 보다 아래에 위치하는 하부 히터를 포함하며,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 외부와 관련된 온도가 제1 온도 이하인 경우 복수의 상부 온도 센서에 의해 감지된 온도 값이 상기 설정된 물의 온도에 도달할 때까지 상기 하부 히터가 정지된 상태에서 상기 상부 히터를 이용하여 가열 작동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 저장탱크의 물의 온도는 복수의 상부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서보다 아래에 위치하는 복수의 하부 온도 센서에 기초하여 감지되며,
    상기 복수의 상부 온도 센서 중에서 출수 배관에 인접한 상부 온도 센서가 측정한 물의 온도에 다른 상부 온도 센서에서 측정한 물의 온도 보다 가중치가 부여되고, 상기 가중치를 고려하여 상기 저장탱크에 저장된 물의 온도가 감지되는 것을 특징으로 하는,
    온수기의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 외부와 관련된 온도가 제1 온도 이하일 경우, 제2 열교환기의 작동 없이 상기 제1 열교환기를 이용하여 상기 물을 가열하도록 제어하는 단계
    를 포함하는, 온수기의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고, 상기 설정된 물의 온도가 특정 온도 이상인 경우, 상기 저장탱크의 물의 온도가 상기 특정 온도에 도달할 때까지 상기 물을 가열하도록 상기 제1 열교환기의 작동 없이 먼저 상기 제2 열교환기를 제어하고, 상기 저장탱크의 물의 온도가 상기 특정 온도 이상인 경우 상기 설정된 물의 온도에 도달할 때까지 상기 물을 가열하도록 상기 제2 열교환기의 작동 없이 상기 제1 열교환기를 제어하는 단계
    를 포함하는, 온수기의 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 외부와 관련된 온도가 제1 온도 보다 크고 제2 온도 이하이고 상기 설정된 물의 온도가 특정 온도 미만인 경우 오토 모드에 기초하여 상기 물을 가열하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 오토 모드는 상기 저장탱크의 물의 온도와 상기 설정된 온도 간의 차이가 특정 값 이상일 경우 제1 열교환기와 인버터의 주파수가 조절된 제2 열교환기를 이용하여 상기 저장탱크의 물을 가열하는 모드에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    온수기의 제어 방법.
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