KR102629742B1 - 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부로 물이 인입되는 인입 포트; 상기 인입 포트로 유입된 물이 수직 방향으로 이동하는 제1수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제1수평 유로를 구비하는 제1안내부; 상기 제1안내부를 통과한 후에, 물이 수직 방향으로 이동하는 제2수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제2수평 유로를 구비하는 제2안내부; 상기 제2안내부를 통과한 후에 물이 상기 하우징 외부로 배출되는 배출 포트; 및 상기 하우징에 결합되어, 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐하는 베이스;를 포함하는 탱크 모듈을 제공한다.

Description

냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법{Cold water supplying system, Drinking water supplying device including the same and Controlling method for the same}

본 발명은 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음용수 공급 장치에서 차지하는 공간이 작고, 에너지 효율이 높으며, 사용자에게 충분히 냉각된 냉수를 공급할 수 있는 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

음용수 공급장치는 사용자가 마시는 음용수를 공급하는 장치를 말한다. 이러한 음용수 공급장치는 독자적인 장치일 수 있으며, 다른 장치의 일부를 이루는 것도 가능하다.

예를 들어, 정수기는 수도전으로부터 급수되는 원수를 별도의 여과수단 내로 통과시킨 후 필터링을 해서 정수된 물을 사용자에게 공급하는 장치이다. 아울러, 정수된 물을 사용자가 필요 시 냉수나 온수로 공급하는 장치 또한 정수기라 할 수 있다. 상기 정수기는 다른 가전제품과는 독립적인 장치일 수 있다.

한편, 이러한 음용수 공급장치는 냉장고와 같은 가전제품의 일부를 이룰 수도 있다. 즉, 냉장고 내부에서 정수장치를 통해 정수된 물이 음용수 공급장치를 통해 외부로 공급될 수 있다. 물론, 냉장고 내부에서 정수된 물이 냉각되거나 냉동되어 냉수나 얼음이 음용수 공급장치를 통해 외부로 공급될 수도 있다.

음용수 공급장치는 다른 장치와 독립성 여부와 무관하게, 사용자가 외부에서 음용수를 공급받을 수 있도록 마련된다. 다시 말하면, 음용수를 공급받는 공간인 디스펜서를 갖는 장치라 할 수 있다.

한국특허공개 1998-0072870에서는 두 개의 열전소자를 사용해서 물을 냉각하는 기술을 개시하고 있지만, 두 개의 열전소자를 함께 온 또는 오프하기 때문에, 에너지 효율이 떨어진다. 또한 두 개의 열전소자를 동시에 오프한 경우에 열전소자를 통해서 외부의 열기가 유입되어서 냉수의 온도가 상승되어 냉각성능이 저하된다는 문제가 있다. 또한 종래 기술은 열전소자를 설치하는 공간이 크기 때문에, 음용수 공급장치의 소형화에 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 음용수 공급 장치에서 차지하는 공간이 작아서, 음용수 공급 장치를 소형화할 수 있는 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법를 제공한다.

또한 본 발명은 냉매를 압축하는 압축기보다 작은 크기를 가지는 열전소자를 이용해서 냉수를 공급할 수 있는 음용수 공급 장치를 제공해서, 소형화할 수 있다.

또한 본 발명은 냉수를 생산하기 위해서 냉수 탱크를 이용하지 않고 직수를 순간적으로 냉각해서 사용자에게 제공할 수 있는 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 두 개의 열전소자의 전압을 가변 제어하고, 방열을 위해 구비되는 두 개의 팬의 전압을 가변 제어해서 소모되는 에너지를 절약하고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 두 개의 열전소자 중에 어느 하나를 사용하지 않는 경우에도 열전소자를 통해서 열이 흡입되는 양을 감소시켜서, 냉수 탱크가 가열되는 것을 방지할 수 있는 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 물이 탱크 내에서 이동하면서 다양한 매체와 열교환되고, 열교환이 이루어질 수 있는 경로를 증가시켜서 물이 사용자가 원하는 온도로 냉각될 수 있는 냉수 공급 시스템, 이를 포함하는 음용수 공급장치 및 제어 방법을 제공한다.

본 발명은 물의 냉각을 위해서 냉매를 압축하는 압축기를 없애고 열전소자를 이용함으로 제품의 크기를 줄일 수 있고, 깨끗하고 위생적인 냉수를 생산하기 위해 별도의 냉수 탱크저장식을 사용하지 않고, 직접 열전소자로 냉각하는 방식을 채택하는 음용수 공급장치를 제공한다.

본 발명은 냉각 유로의 물과의 열교환을 통해 직수식 순간 냉수를 생성하는 방식으로 위생성이 높아져 소비자에게 신선하고 깨끗한 냉수를 제공할 수 있고, 또한 냉각을 위해 듀얼 열전소자 전압 가변제어, 방열을 위한 팬의 전압 가변 제어를 통해 냉각력을 향상시키고, 에너지 효율 최적화를 할 수 있는 음용수 공급 장치를 제공한다.

본 발명은 열전소자 2개를 연결하고 FET를 통해 제어함으로 열전소자의 효율적인 전압가변 사용이 가능하고, 열전 소자에 인가되는 DC전압을 PWM 제어로 실시간 가변하며 FAN의 입력전압 또한 가변하여 제어므로 특정의 고정 DC 전압 입력에 비해 냉각력, 내구성 향상, 온도가 균일하게 제어되어 에너지 효율을 개선할 수 있다.

본 발명은 열전소자 2개를 냉각 블록의 한면 또는 다른 면에 각각 붙이고 냉각 블록의 다른 면은 직수식 유로가 포함된 탱크에 붙여 물을 직접 냉각하는 구조이다.

본 발명은 열전소자의 반대편의 발열 부분의 냉각은 히트 싱크에 2개의 팬을 부착하여 팬의 전압을 가변함으로 풍량을 조절하는 공랭식으로 열을 방출해 주는 방식이다.

고효율 피시비(PCB)에 2개의 열전소자를 연결하고 1개의 열전소자에 FET를 연결하여 냉각 구간에서는 FET를 OFF한 상태로, 열전소자에 입력 전압을 최대로 가변함으로서 풀 파워를 입력한다. 탱크 모듈 내의 온도가 일정 온도 이하가 되어 보냉 구간에 진입하면 열전소자 1개에 연결된 FET를 ON하여 전류를 바이패스함으로 열전소자 1개가 OFF되고, 나머지 1개의 열전소자는 입력 전압을 가변하여 인가함으로 지속적으로 냉각을 유지할 수 있어 탱크 모듈 내의 온도를 제어하게 된다. 따라서 열전소자의 효율적인 전압가변 사용이 가능하고, 각각의 열전 소자에 인가되는 DC 전압을 PWM 제어, FAN의 가변 전압 제어로 실시간 제어하므로 특정의 고정 DC 전압 입력에 비해 냉각력, 내구성 향상으로 에너지 효율을 개선할 수 있다.

본 발명은 직수식 냉수 생성 구조에서 냉각을 위한 열전소자와 방열을 위한 팬이 듀얼로 적용되고 보냉 구간의 오프 된 열전소자를 통해 유입되는 외부 열기 차단을 위해 단방향으로 열이 전달되는 그루브드(Grooved) 히트파이프 적용한다.

본 발명은 2개의 열전 소자를 연결하고 그 중 1개 열전소자는 FET를 연결하여 구동 제어(ON/OFF) 하는 방식을 적용하여 동작 시 전류를 FET로 바이패스함으로 PCB효율을 높이고, 열전소자 1개가 OFF된 후 나머지 열전소자 1개로 가변전압 온도 정밀제어를 함으로 에너지 효율을 향상시킨다.

물이 설정 온도 이상일 경우 냉각구간(급냉)에서는 연결된 열전소자에 최대 파워가 입력되고, 물이 설정 온도 이하가 되면 유지구간(보냉)으로 전환하여 이때 온도 유지를 위해 열전소자 1개와 팬은 가변 전압 제어로 구동한다.

또한 본 발명은 물이 통과하는 유로를 구비하고, 상기 유로를 통과하는 물을 냉각하는 탱크 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부의 반대편에 마련되는 제1발열부를 포함하는 제1열전소자와, 상기 제1발열부에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부와, 상기 제1열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부을 포함하는 제1열전소자 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제2흡열부와 상기 제2흡열부의 반대편에 마련되는 제2발열부를 포함하는 제2열전소자와, 상기 제2발열부에서 전달되는 열을 전달하는 제2열전달부와, 상기 제2열전부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부를 포함하는 제2열전소자 모듈;을 포함하고, 상기 제1방열부와 상기 제2방열부는 분리되고 이격되도록 배치된 것을 특징으로 하는 냉수 공급 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 외관을 형성하는 캐비닛; 상기 캐비닛 내에 수용되는 냉수 공급 시스템;을 포함하고, 상기 냉수 공급 시스템은, 물이 통과하는 유로를 구비하고, 상기 유로를 통과하는 물을 냉각하는 탱크 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부의 반대편에 마련되는 제1발열부를 포함하는 제1열전소자와, 상기 제1발열부에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부와, 상기 제1열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부을 포함하는 제1열전소자 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제2흡열부와 상기 제2흡열부의 반대편에 마련되는 제2발열부를 포함하는 제2열전소자와, 상기 제2발열부에서 전달되는 열을 전달하는 제2열전달부와, 상기 제2열전부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부를 포함하는 제2열전소자 모듈;을 포함하고, 상기 제1방열부와 상기 제2방열부는 분리되고 이격되도록 배치된 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 온도 센서와, 물이 통과하는 유로를 구비하고, 상기 유로를 통과하는 물을 냉각하는 탱크 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부의 반대편에 마련되는 제1발열부를 포함하는 제1열전소자와, 상기 제1발열부에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부와, 상기 제1열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부을 포함하는 제1열전소자 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제2흡열부와 상기 제2흡열부의 반대편에 마련되는 제2발열부를 포함하는 제2열전소자와, 상기 제2발열부에서 전달되는 열을 전달하는 제2열전달부와, 상기 제2열전부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부를 포함하는 제2열전소자 모듈;을 포함하고, 상기 제1열전달부와 상기 제2열전달부는 다른 열전도 방식을 가지는 것을 특징으로 하는 냉수 공급 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 물이 통과하는 유로를 구비하고, 상기 유로를 통과하는 물을 냉각하는 탱크 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부의 반대편에 마련되는 제1발열부를 포함하는 제1열전소자와, 상기 제1발열부에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부와, 상기 제1열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부 및 제1팬을 포함하는 제1열전소자 모듈; 및 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제2흡열부와 상기 제2흡열부의 반대편에 마련되는 제2발열부를 포함하는 제2열전소자와, 상기 제2발열부에서 전달되는 열을 전달하는 제2열전달부와, 상기 제2열전부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부 및 제2팬을 포함하는 제2열전소자 모듈;을 포함하는 냉수 공급 시스템에 있어서, 물의 온도가 설정온도 보다 낮은지를 판단하는 단계; 상기 제1단계에서, 설정온도 보다 높으면 상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자에 전류를 인가하는 냉각모드로 구동하고, 상기 제1단계에서, 설정온도 보다 낮으면 상기 제1열전소자는 전류를 인가하지 않고, 상기 제2열전소자에 전류를 인가하는 보냉모드로 구동하는 수행 단계를 포함하는 냉수 공급 시스템의 제어 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부로 물이 인입되는 인입 포트; 상기 인입 포트로 유입된 물이 수직 방향으로 이동하는 제1수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제1수평 유로를 구비하는 제1안내부; 상기 제1안내부를 통과한 후에, 물이 수직 방향으로 이동하는 제2수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제2수평 유로를 구비하는 제2안내부; 상기 제2안내부를 통과한 후에 물이 상기 하우징 외부로 배출되는 배출 포트; 및 상기 하우징에 결합되어, 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐하는 베이스;를 포함하고, 상기 하우징 내부에는 상기 제1안내부를 통과하는 물과 섞이지 않는 유체가 수용되는 것을 특징으로 하는 탱크 모듈을 제공한다.

또한 본 발명은 물이 통과하는 유로를 구비하고, 상기 유로를 통과하는 물을 냉각하는 탱크 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부의 반대편에 마련되는 제1발열부를 포함하는 제1열전소자와, 상기 제1발열부에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부와, 상기 제1열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부을 포함하는 제1열전소자 모듈; 상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제2흡열부와 상기 제2흡열부의 반대편에 마련되는 제2발열부를 포함하는 제2열전소자와, 상기 제2발열부에서 전달되는 열을 전달하는 제2열전달부와, 상기 제2열전부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부를 포함하는 제2열전소자 모듈;을 포함하고, 상기 탱크 모듈은, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부로 물이 인입되는 인입 포트; 상기 인입 포트로 유입된 물이 수직 방향으로 이동하는 제1수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제1수평 유로를 구비하는 제1안내부; 상기 제1안내부를 통과한 후에, 물이 수직 방향으로 이동하는 제2수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제2수평 유로를 구비하는 제2안내부; 상기 제2안내부를 통과한 후에 물이 상기 하우징 외부로 배출되는 배출 포트; 및 상기 하우징에 결합되어, 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐하는 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치를 제공한다.

본 발명에서는 두 개의 열전소자를 사용하는데, 하나의 열전소자는 온 또는 오프가 되도록 제어하는 반면에, 다른 열전소자는 항상 온되도록 제어하기 때문에, 열전소자에서 소모되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 또한 다른 열전소자는 대기 시에는 상대적으로 작은 전력을 소모하도록 해서, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

두 개의 열전소자의 방열부를 서로 분리해서, 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에서는 각각의 방열부에 각각 팬을 구비하고, 팬을 서로 개별적으로 제어해서 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 열전소자가 동작해서, 열이 배출될 필요가 있는 방열부에 구비된 팬만을 구동해서, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

제어 방식이 서로 다른 열전소자에 열전도율이 서로 다른 열전달부를 설치해서, 에너지 효율을 향상시킨다. 온 또는 오프로 제어하는 열전소자는 일 방향보다 반대 방향으로는 열전달이 상대적으로 잘 안되는 부재를 사용해서, 외부에서 열이 탱크 모듈로 전달되는 양을 줄이고, 탱크 모듈이 가열되지 않도록 한다. 항상 온되는 열전소자는 열전도율이 높은 부재를 사용해서, 탱크 모듈의 열이 외부로 원할하게 배출될 수 있도로 한다.

본 발명에서는 방열부의 상단 높이를 동일하게 배치해서, 냉수 공급 시스템 및 음용수 공급 장치가 컴팩트하게 구성될 수 있도록 한다. 탱크 모듈에 두 개의 열전소자의 설치위치가 서로 다르더라도, 두 개의 열전달부의 길이를 서로 다르게 해서, 두 개의 방열부의 높이가 일치되도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에서는 초기에 냉수 공급량을 확보하기 위해서, 탱크 모듈 내에 물이 체류하는 시간을 증가시킨다. 탱크 모듈 내에서 물은 수직 방향과 수평 방향으로 반복해서 이동하면서 탱크 모듈 내부와 열교환을 하면서 냉각될 수 있다.

또한 본 발명은 제1안내부에서 유체에 열교환을 하면서 냉각되고, 제2안내부에서 열전소자에 접촉해서 냉각되면서 두 가지 방식에 의해서 냉각이 되어서, 냉각 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급 장치.
도 2는 일 실시예에 따른 냉수 공급 시스템을 설명한 도면.
도 3은 도 2에서 케이스와 단열부가 제거된 상태를 설명한 도면.
도 4은 도 2의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 측면에서 바라본 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 탱크 모듈을 설명한 도면.
도 7은 도 6의 측면에서 바라본 도면.
도 8은 제1안내부를 설명한 도면.
도 9는 제2안내부를 설명한 도면.
도 10은 다른 실시예에 따른 냉수 공급 시스템을 설명한 도면.
도 11은 도 10의 분해 사시도.
도 12는 일 실시예에 따른 제어 블록도.
도 13은 일 실시예에 따른 제어 흐름도.
도 14는 열전소자에 공급되는 전압을 설명한 도면.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급 장치이다. 이하 도 1을 참조해서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에서는 사용자에게 물을 공급하는 음용수 공급 장치가 제공된다.

일 실시예에서는 외관을 형성하는 캐비닛(10)과 상기 캐비닛(10)의 상측에 버튼(7)이 구비될 수 있다. 상기 버튼(7)을 조작해서 사용자는 음용수 공급 장치로부터 물을 배출할 수 있다. 상기 버튼(7)은 복수 개가 구비되어서, 사용자는 상기 버튼(7)을 통해서 다양한 명령을 입력할 수 있다. 또한 상기 버튼(7)을 길게 누르거나 짧게 누르거나, 수차례 반복해서 누르는 방식으로 다양한 명령을 입력할 수 있다. 다양한 명령 중에 하나는 냉수 출수를 의미할 수 있다. 즉 사용자가 상기 버튼(7)을 누르면 누르는 동안 또는 정량에 해당하는 냉수가 사용자가에게 공급될 수 있다.

상기 캐비닛(10)의 전방에는 상기 캐비닛(10)에 돌출되도록 마련되고, 상기 캐비닛(10)으로부터 물이 이동하는 출수 배관이 내장된 출수부(3)와, 상기 출수부(3)에 하방으로 돌출 형성되고, 상기 출수 배관에 연통되며, 사용자에게 물이나 스팀을 선택적으로 배출하는 출수 노즐(5)과, 상기 출수부(3)의 외곽을 둘러싸는 손잡이(8)이 구비된다.

상기 출수부(3)는 상기 캐비닛(10)에 대해서 회전이 가능하도록 배치되어서, 사용자는 원하는 위치로 상기 출수부(3)를 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 상기 출수부(3)는 회전부(12)을 통해서 상기 캐비닛(10)에 결합될 수 있다. 이때 상기 회전부(12)는 상기 출수부(3)가 회전될 수 있도록 하는 구조를 제공할 수 있다.

상기 출수부(3)는 상기 캐비닛(10)의 전방을 향해서 돌출되도록 배치되어서, 사용자가 상기 출수부(3)에서 공급되는 물을 공급받을 때에, 컵 등의 용기를 상기 캐비닛(10)의 제약을 받지 않고 쉽게 위치시킬 수 있다.

상기 출수 노즐(5)은 상기 출수부(3)로부터 하방으로 노출되도록 배치되어서, 사용자가 물이 배출되는 부분을 쉽게 인식할 수 있다. 따라서 상기 출수 노즐(5)의 하방에 물을 수용하기 위한 용기를 위치시켜서, 물을 공급받을 수 있다.

상기 손잡이(8)는 상기 출수부(3)의 외곽면을 둘러싸도록 배치될 수 있어서, 사용자는 상기 손잡이(8)에 손을 접촉한 상태에서 상기 출수부(3)를 회전시킬 수 있다.

한편 상기 손잡이(8)는 상기 출수부(3)의 하부를 감싸도록 배치되어서, 상기 출수부(3)의 상부는 상기 손잡이(8)에 감싸지지 않고, 외부로 노출될 수 있다.

상기 출수 노즐(5)의 하단은 상기 손잡이(8)의 하부보다 더 낮게 돌출되어서, 상기 출수부(3) 및 상기 손잡이(8)의 하단으로부터 하방으로 노출될 수 있다.

상기 출수부(3)의 하부에는 떨어지는 물을 수용할 수 있는 트레이(13)이 구비된다. 상기 트레이(13)는 내부에 공간이 마련되고, 상측에 복수 개의 슬릿이 형성되어서, 상기 슬릿을 통해 내부로 물이 이동될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 냉수 공급 시스템을 설명한 도면이고, 도 3은 도 2에서 케이스와 단열부가 제거된 상태를 설명한 도면이며, 도 4은 도 2의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 측면에서 바라본 도면이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에서는 하방에 위치하는 탱크 모듈(100)과 상기 탱크 모듈(100)의 일측에 위치하는 제1열전소자 모듈(200)과 상기 탱크 모듈(100)의 타측에 위치하는 제2열전소자 모듈(300))을 포함한다.

상기 탱크 모듈(100)은 그 내부에 물이 통과하는 유로를 구비해서, 상기 탱크 모듈(100)의 내부를 통과하는 물은 냉각이 된 후에, 사용자에게 제공될 수 있다. 따라서 상온의 물이 상기 탱크 모듈(100)로 진입한 후에, 사용자에게는 냉수가 제공될 수 있다.

상기 탱크 모듈(100)의 일측에는 상기 제1열전소자 모듈(200)이 배치되어서, 상기 탱크 모듈(100)의 일측을 냉각할 수 있다. 상기 제1열전소자 모듈(200)은 열전소자를 포함해서, 냉매를 압축하는 압축기를 사용하지 않더라도 물을 냉각할 수 있다.

상기 탱크 모듈(100)의 타측에는 상기 제2열전소자 모듈(300)이 배치되어서, 상기 탱크 모듈(100)의 일측을 냉각할 수 있다. 상기 제2열전소자 모듈(300)은 열전소자를 포함해서, 냉매를 압축하는 압축기를 사용하지 않더라도 물을 냉각할 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 탱크 모듈(100)은 냉각이 되는 물이 이동하기 때문에, 상온 보다는 낮은 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 탱크 모듈(100)은 외부와 열교환이 쉽게 이루어지지 않도록 단열재로 둘러싸인다.

상기 탱크 모듈(100)의 상측에는 제1단열부(410)이 구비되고, 상기 탱크 모듈(100)의 하측에는 제2단열부(430)가 구비되며, 상기 탱크 모듈(100)의 일측에는 제3단열부(450)가 구비된다.

상기 제1단열부(410), 상기 제2단열부(430) 및 상기 제3단열부(450)는 단열이 이루어지는 피유(PU)발포가 되는 방식으로 제조되는 것이 가능하다.

상기 제1단열부(410)는 상기 탱크 모듈(100)의 상측 전체를 덮고, 4개의 측면에 각각 연장되는 면을 포함할 수 있다. 즉 상기 제1단열부(410)는 하나의 상측면과, 상기 상측면에서 수직하게 연장되는 네 개의 측면을 포함할 수 있다.

상기 제2단열부(430)는 상기 탱크 모듈(100)의 하측 전체를 덮고, 4개의 측면에 각각 연장되는 면을 포함할 수 있다. 즉 상기 제2단열부(430)는 하나의 상측면과, 상기 상측면에서 수직하게 연장되는 네 개의 측면을 포함할 수 있다.

상기 제3단열부(450)는 상기 제1단열부(410)와 상기 제2단열부(430)에 의해서 덮여지는 일측면을 한 번더 덮어서, 단열을 시키는 기능을 수행한다. 상기 제3단열부(450)는 상기 제1단열부(410)에서 하나의 측면과, 상기 제2단열부(430)에서 하나의 측면에 의해서 덮여지는 면을 덮을 수 있는 하나의 플레이트 형상을 이루는 것이 가능하다.

상기 제1단열부(410)의 상측면에는 상기 탱크 모듈(100)에 물이 들어가거나 배출되는 파이프가 관통될 수 있는 관통공(412)이 구비된다. 상기 관통공(412)은 복수 개의 마련되고, 각각의 관통공(412)은 상기 제1단열부(410)의 상측면에서 이격되도록 배치된다.

상기 제1단열부(410)의 하나의 측면에는 공간을 이루면서 함몰형성된 가이드 홈(414)이 구비된다. 상기 가이드 홈(414)은 상기 제1단열부(410)의 상측면까지 연장된다. 즉 상기 가이드 홈(414)에 삽입되는 부재가 상기 제1단열부(410)의 측면으로부터 상기 제1단열부(410)의 상측면까지 끊기지 않고 연장되게 배치된다.

상기 제1단열부(410)와 상기 제2단열부(430)의 일 측면에는 제1케이스(470)가 배치되고, 상기 제1단열부(410)와 상기 제2단열부(430)의 타 측면에는 제2케이스(490)이 배치된다. 상기 제1케이스(470)와 상기 제2케이스(490)은 서로 결합되어서, 상기 제1단열부(410), 상기 제2단열부(430) 및 상기 제3단열부(450)이 결합된 상태를 유지할 수 있게 한다.

상기 제1케이스(470)와 상기 제2케이스(490)은 각각이 맞닿는 부분에 후크와 후크가 삽입되어서 고정될 수 있는 홈을 구비해서, 별도의 볼트가 없어도 고정될 수 있다.

상기 제1케이스(470)와 상기 제2케이스(490)에는 각각 관통공이 구비되어서, 각각의 관통공으로 상기 제1단열부(410), 상기 제단열부(430) 및 상기 제3단열부(450)이 노출될 수 있다. 상기 제1케이스(470)와 상기 제2케이스(490)에 형성된 관통공은 상기 제1단열부(410), 상기 제단열부(430) 및 상기 제3단열부(450)이 서로 결합되는 부분에는 형성되지 않아서, 상기 제1단열부(410), 상기 제단열부(430) 및 상기 제3단열부(450)이 서로 결합되는 부분은 상기 관통공을 통해서 외부로 노출되지 않는다.

상기 탱크 모듈(100)의 일측에 마련되는 제1열전소자 모듈(200)은 상기 탱크 모듈(100)을 바라보도록 배치되는 제1흡열부(202)와 상기 제1흡열부(202)의 반대편에 마련되는 제1발열부(204)를 포함하는 제1열전소자(210)와, 상기 제1발열부(204)에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈(100)로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부(220)와, 상기 제1열전달부(220)의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부(250)을 포함한다.

열전소자(Thermoelectric module)는 N, P 타입 열전쌍(Thermo couple)을 전기적으로는 직렬로 열적으로는 병렬이 되도록 연결한 모듈의 형태로 구성되어 있다. 직류 전류를 흘렸을 때는 열전효과에 의해서 모듈의 양면에 온도차가 발생하게 된다. 이는 일반적으로 Peltier 현상에 의해 나타나는 냉각효과를 이용하는 고체식 힛펌프(solid state heat pump)를 말한다.

상기 제1열전소자(210)는 펠티어 효과에 의해서 일정 방향으로 전류가 흐르게 되면, 상기 제1흡열부(202)는 온도가 낮아지고, 상기 제1발열부(204)는 온도가 상승되게 된다.

상기 제1열전달부(220)는 열을 전도하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 탱크 모듈(100)로부터 흡수된 열을 외부로 배출할 수 있도록 이동시킨다.

상기 제1열전달부(220)는 상기 제1발열부(204)에 맞닿아서, 상기 제1발열부(204)의 열을 전달받는 제1부재(222)와 상기 제1부재(222)에서 발생되는 열을 상측으로 전달하는 제1파이프(224)를 포함할 수 있다.

상기 제1부재(222)는 상기 제1발열부(204)에 면접촉하면서, 상기 제1발열부(204)에 의해서 발생된 열을 상기 제1파이프(224)로 전달할 수 있다.

상기 제1열전달부(220)는 상기 제1발열부(204)에서 상기 제1방열부(250)로 열전달이 반대 방향보다 쉽게 이루어지는 것이 가능하다. 즉 상기 제1열전달부(220)에서 상기 제1발열부(204)에서 상기 제1방열부(250)로 열전달은 상대적으로 쉽게 이루어지는 반면에, 상기 제1방열부(250)에서 상기 제1발열부(204)로 열전달은 상대적으로 어렵게 이루어지는 것이 가능하다.

상기 제1파이프(224)는 그루브드 히트 파이프(grooved heat pipe)인 것이 가능하다. 그루브드 히트 파이프(grooved heat pipe)는 파이프의 연장된 길이 방향 중에, 일방향이 타방향보다 열전달이 잘 이루어지는 특성을 가진다.

상기 제1파이프(224)는 두 개의 파이프로 이루어지는 것이 가능하다. 두 개의 파이프의 사이 거리는 상기 제1부재(222)에 결합되는 부분에서보다 상기 제1방열부(250)에 결합되는 부분에서 커지는 것이 가능하다. 상기 제1방열부(250)의 폭보다 상기 제1부재(222)의 폭이 작기 때문에, 상기 제1부재(222)로부터 열을 상기 제1방열부(250)로 효율적으로 전달하기 위함이다.

상기 제1부재(222)는 상기 탱크 모듈(100)에 결합되는 결합부를 구비한다. 따라서 상기 제1열전달소자(210)를 볼트 체결하지 않더라도, 상기 제1열전소자(210)의 제1흡열면(202)이 상기 제1냉각부(240)에 면접촉되고, 상기 제1열전소자(210)의 제1발열면(204)이 상기 제1부재(222)에 면접촉될 수 있는 결합력을 확보할 수 있다. 상기 제1부재(222)의 결합부는 상측과 하측에 각각 구비될 수 있다.

또한 상기 제1열전소자 모듈(200)은 상기 제1흡열부(202)가 상기 탱크 모듈(100)의 사이에 배치되어 각각에 접촉하고, 상기 탱크 모듈(100)과 열교환되는 제1냉각부(240)를 포함한다.

상기 제1냉각부(240)는 상기 제1흡열부(202)가 상기 탱크 모듈(100)보다 온도가 하강하게 되면, 상기 탱크 모듈(100)의 열을 상기 제1흡열부(202)로 이동시키는 매개체의 기능을 수행한다.

상기 제1열전달부(220)의 일단에 배치되는 상기 제1방열부(250)는 외부 공기와 맞닿을 수 있는 면적을 증가시킬 수 있도록 복수 개의 핀(fin)을 포함하는 것이 가능하다. 상기 제1방열부(250)는 상기 제1열전달부(220)에서 전달받은 열을 냉수 공급 시스템의 외부로 방출해서, 상기 탱크 모듈(100)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 제1열전소자 모듈(200)은 상기 제1방열부(250)에 공기 유동을 발생시키는 제1팬(270)을 포함한다. 상기 제1팬(270)은 상기 제1방열부(250)의 상측과 하측에 결합될 수 있는 결합 부재를 구비해서, 상기 제1방열부(250)의 상측과 하측에 각각 끼워질 수 있다. 상기 제1팬(270)은 상기 제1방열부(250)의 일면을 감쌀 수 있을 정도의 크기를 가지고, 상기 제1방열부(250)의 일면을 향해서 공기 유동을 발생시킬 수 있다.

상기 제1팬(270)은 축류팬의 형태로 이루어질 수 있어서, 상기 제1방열부(250)를 향해서 공기 유동을 발생시키고, 상기 제1방열부(250)와 많은 공기가 열교환을 하면서, 상기 제1방열부(250)를 냉각시킬 수 있다.

상기 제1열전소자(220)가 구동되어서, 상기 제1열전소자(200)의 상기 제1흡열부(202)가 냉각되면, 상기 탱크 모듈(100)의 열은 상기 제1냉각부(240)을 통해서 상기 제1흡열부(202)로 이동된다. 그래서 상기 탱크 모듈(100)은 낮은 온도로 냉각될 수 있다.

상기 제1열전소자(220)가 구동되기 때문에, 상기 제1발열부(204)는 가열되면서, 상기 제1발열부(204)의 열은 상기 제1부재(222)를 통해서, 상기 제1파이프(224)로 전달되고, 상기 제1파이프(224)의 열은 상기 제1방열부(250)로 이동된다. 상기 제1팬(270)이 구동되지 않는다면 상기 제1방열부(250)의 열은 자연 대류에 의해서 외부로 배출되고, 상기 제1팬(270)이 구동된다면 상기 제1방열부(250)의 열은 강제 대류에 의해서 외부로 배출된다. 따라서, 상기 제1열전소자(210)에 전류가 인가되면 상기 탱크 모듈(100)이 냉각될 수 있다.

상기 탱크 모듈(100)의 타측에 마련되는 제2열전소자 모듈(300)은 상기 탱크 모듈(100)을 바라보도록 배치되는 제2흡열부(302)와 상기 제2흡열부(302)의 반대편에 마련되는 제2발열부(304)를 포함하는 제2열전소자(310)와, 상기 제2발열부(304)에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈(100)로부터 멀어지도록 전달하는 제2열전달부(320)와, 상기 제2열전달부(320)의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부(350)을 포함한다.

상기 제2열전소자(310)는 펠티어 효과에 의해서 일정 방향으로 전류가 흐르게 되면, 상기 제2흡열부(302)는 온도가 낮아지고, 상기 제2발열부(304)는 온도가 상승되게 된다.

상기 제2열전달부(320)는 열을 전도하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 탱크 모듈(100)로부터 흡수된 열을 외부로 배출할 수 있도록 이동시킨다.

상기 제2열전달부(320)는 상기 제2발열부(304)에 맞닿아서, 상기 제2발열부(304)의 열을 전달받는 제2부재(322)와 상기 제2부재(322)에서 발생되는 열을 상측으로 전달하는 제2파이프(324)를 포함할 수 있다.

상기 제2부재(322)는 상기 제2발열부(304)에 면접촉하면서, 상기 제2발열부(304)에 의해서 발생된 열을 상기 제2파이프(324)로 전달할 수 있다.

상기 제2열전달부(320)는 상기 제1열전달부(220)에 비해서, 상기 제2발열부(304)와 상기 제2방열부(350) 사이에서 양방향으로 열전달이 쉽게 이루어지는 것이 가능하다. 즉 상기 제2열전달부(320)는 상기 제2발열부(304)에서 상기 제2방열부(350)로 열전달과, 상기 제2방열부(350)에서 상기 제2발열부(304)로 열전달이 모두 동일하게 잘 이루어지는 것이 가능하다.

상기 제2파이프(324)는 신터드 히트 파이프(sinterered heat pipe)인 것이 가능하다. 신터드 히트 파이프(sinterered heat pipe)는 파이프의 연장된 길이 방향 중에, 일방향과 타방향으로 열전달이 잘 이루어지는 특성을 가진다.

상기 제2파이프(324)는 두 개의 파이프로 이루어지는 것이 가능하다. 두 개의 파이프의 사이 거리는 상기 제2부재(322)에 결합되는 부분에서보다 상기 제2방열부(350)에 결합되는 부분에서 커지는 것이 가능하다. 상기 제2방열부(350)의 폭보다 상기 제2부재(322)의 폭이 작기 때문에, 상기 제2부재(322)로부터 열을 상기 제2방열부(350)로 효율적으로 전달하기 위함이다.

상기 제2부재(322)는 상기 탱크 모듈(100)에 결합되는 결합부를 구비한다. 따라서 상기 제2열전달소자(310)를 볼트 체결하지 않더라도, 상기 제2열전소자(310)의 제2흡열면(302)이 상기 제2냉각부(340)에 면접촉되고, 상기 제2열전소자(310)의 제2발열면(304)이 상기 제2부재(322)에 면접촉될 수 있는 결합력을 확보할 수 있다. 상기 제2부재(322)의 결합부는 상측과 하측에 각각 구비될 수 있다.

또한 상기 제2열전소자 모듈(200)은 상기 제2흡열부(302)가 상기 탱크 모듈(100)의 사이에 배치되어 각각에 접촉하고, 상기 탱크 모듈(100)과 열교환되는 제2냉각부(340)를 포함한다.

상기 제2냉각부(340)는 상기 제2흡열부(302)가 상기 탱크 모듈(100)보다 온도가 하강하게 되면, 상기 탱크 모듈(100)의 열을 상기 제2흡열부(302)로 이동시키는 매개체의 기능을 수행한다.

상기 제2열전달부(320)의 일단에 배치되는 상기 제2방열부(350)는 외부 공기와 맞닿을 수 있는 면적을 증가시킬 수 있도록 복수 개의 핀(fin)을 포함하는 것이 가능하다. 상기 제2방열부(350)는 상기 제2열전달부(320)에서 전달받은 열을 냉수 공급 시스템의 외부로 방출해서, 상기 탱크 모듈(100)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 제2열전소자 모듈(300)은 상기 제2방열부(350)에 공기 유동을 발생시키는 제2팬(370)을 포함한다. 상기 제2팬(370)은 상기 제2방열부(350)의 상측과 하측에 결합될 수 있는 결합 부재를 구비해서, 상기 제2방열부(350)의 상측과 하측에 각각 끼워질 수 있다. 상기 제2팬(370)은 상기 제2방열부(350)의 일면을 감쌀 수 있을 정도의 크기를 가지고, 상기 제2방열부(350)의 일면을 향해서 공기 유동을 발생시킬 수 있다.

상기 제2팬(370)은 축류팬의 형태로 이루어질 수 있어서, 상기 제2방열부(350)를 향해서 공기 유동을 발생시키고, 상기 제2방열부(350)와 많은 공기가 열교환을 하면서, 상기 제2방열부(350)를 냉각시킬 수 있다.

상기 제2열전소자(320)가 구동되어서, 상기 제2열전소자(300)의 상기 제2흡열부(302)가 냉각되면, 상기 탱크 모듈(100)의 열은 상기 제2냉각부(340)을 통해서 상기 제2흡열부(302)로 이동된다. 그래서 상기 탱크 모듈(100)은 낮은 온도로 냉각될 수 있다.

상기 제2열전소자(320)가 구동되기 때문에, 상기 제2발열부(304)는 가열되면서, 상기 제2발열부(304)의 열은 상기 제2부재(322)를 통해서, 상기 제2파이프(324)로 전달되고, 상기 제2파이프(324)의 열은 상기 제2방열부(350)로 이동된다. 상기 제2팬(370)이 구동되지 않는다면 상기 제2방열부(350)의 열은 자연 대류에 의해서 외부로 배출되고, 상기 제2팬(270)이 구동된다면 상기 제2방열부(350)의 열은 강제 대류에 의해서 외부로 배출된다. 따라서, 상기 제2열전소자(310)에 전류가 인가되면 상기 탱크 모듈(100)이 냉각될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 제1열전달부(220)와 상기 제2열전달부(320)는 다른 열전도 방식을 가지는 것이 가능하다. 상기 제1열전달부(220)와 상기 제2열전달부(320)는 양방향으로 열전도가 잘 이루어지거나 한 방향으로만 열전도가 잘 이루어지는 방식으로 차이가 있을 수 있다. 또한 제1열전달부(220)와 상기 제2열전달부(320)는 서로 다른 길이를 가지도록 연장되어서 서로 다른 열전도 방식을 가지는 것이 가능하다. 본 실시예에서는 상기 제1열전달부(220)의 끝단에 배치되는 제1열전소자(210)와 상기 제2열전달부(320)의 끝단에 배치되는 제2열전소자(310)의 구동 방식을 서로 다르게 해서, 두 개의 열전달부가 서로 다른 방식으로 열전도를 하고 그에 따라 탱크 모듈(100)의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 제1방열부(250)와 상기 제2방열부(350)는 분리되고 이격되도록 배치된다. 상기 제1방열부(250)은 상기 제1열전소자(210)에서 발생되는 열을 배출하기 위한 구성요소이고, 상기 제2방열부(350)는 상기 제2열전소자(310)에서 발생되는 열을 배출하기 위한 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 제1방열부(250)와 상기 제2방열부(350)의 사이에는 열전도가 발생되지 않도록 분리해서, 상기 제1방열부(250)의 열과 상기 제2방열부(350)의 열이 서로 이동되지 않도록 배치했다. 상기 제1열전소자(210)가 작동하지 않는 상태에는 상기 제1방열부(250)로 열이 이동하지 않는다. 이때 상기 제2열전소자(310)가 작동하면 상기 제2방열부(350)으로는 상기 제2열전소자(310)로 열이 이동하기 때문에 상기 제2방열부(350)의 온도는 상승하게 된다. 본 실시예에서는 상기 제1방열부(250)와 상기 제2방열부(350)가 분리되기 때문에, 상기 제2방열부(350)의 열이 상기 제1방열부(250)로 이동되지 않게 된다는 장점이 있다.

상기 제1냉각부(240)의 두께(t1)는 상기 제2냉각부(340)의 두께(t2)보다 두꺼운 것이 가능하다. 상기 제2열전소자(310)는 항상 켜져있는 반면에, 상기 제1열전소자(210)는 온 또는 오프를 반복하게 되는 경우에, 상기 제2냉각부(340)로는 상기 제1방열부(250)의 열이 상기 제1열전달부(220)를 통해서 상기 탱크 모듈(100)로 이동될 수 있다. 따라서, 상기 제1열전소자(210)로부터 상기 제1냉각부(240)로 이동되어 상기 탱크 모듈(100)로 이동되는 열의 양을 줄이기 위해서, 상기 제2냉각부(340)에 비해서 상기 제1냉각부(240)이 두께를 두껍도록 해서, 열전달이 상대적으로 어려워지도록 구성하는 것이 가능하다.

상기 탱크 모듈(100)은 외관을 이루는 좌측면과 우측면을 포함하고, 상기 제1흡열부(202)는 상기 좌측면을 마주하도록 배치되고, 상기 제2흡열부(302)는 상기 우측면을 마주하도록 배치된 것이 가능하다. 상기 탱크 모듈(100)이 전체적으로 정육면체 형상을 이룬다고 했을 때에 상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)는 상기 탱크 모듈(100)을 가운데 놓고 양측에 배치되기 때문에, 상기 탱크 모듈을 효율적으로 냉각할 수 있다. 즉 상기 제1흡열부(202)와 상기 제2흡열부(302)는 열을 흡입하는 부분으로, 상기 탱크 모듈(100)에 넓게 분포되어 있을 때에 상기 탱크 모듈(100)이 빠르게 냉각될 수 있을 것이다.

상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)는 상기 탱크 모듈(100)을 기준으로 다른 높이에 배치된 것이 가능하다. 상기 제1흡열부(202)와 상기 제2흡열부(302)는 열을 흡입하는 부분으로, 상기 탱크 모듈(100)에 넓게 분포되어 있을 때에 상기 탱크 모듈(100)이 빠르게 냉각될 수 있을 것이다. 두 개의 열전소자가 서로 다른 높이에 위치하기 때문에, 서로 다른 높이에 위치하는 물을 냉각할 수 있다. 특히 상기 제1열전소자(210)는 상기 제2열전소자(310)보다 낮은 위치에 배치되는 것이 가능하다.

상기 제1방열부(250)와 상기 제2방열부(350)는 상기 탱크 모듈(100)로부터 동일한 높이까지 연장된 것이 가능하다. 두 개의 방열부의 높이가 동일하기 때문에, 냉수 공급 시스템을 컴팩트하게 구성할 수 있다. 두 개의 높이가 서로 다를 경우에는 높이가 높게 배치되는 부분만큼 내부 체적을 사용해야 하지만, 두 개의 높이가 동일하기 때문에, 두 개의 방열부로 인해서 냉수 공급 시스템 내부에서 차지하는 공간이 줄어들 수 있다.

상기 제1열전달부(220)와 상기 제2열전달부(320)는 서로 다른 길이만큼 연장된 것이 가능하다. 두 개의 열전소자의 설치 높이가 서로 다른데, 상기 제1방열부(250)와 상기 제2방열부(350)가 동일한 높이까지 연장되려면, 상기 제1열전다(220)와 상기 제2열전달부(320)은 서로 다른 길이를 가져야 한다. 즉 상기 제1열전달부(220)의 제1파이프(224)는 상대적으로 길게 연장되고, 상기 제2열전달부(320)의 제2파이프(324)는 상대적으로 짧게 연장되는 것이 가능하다.

상기 제1파이프(224)의 길이가 길기 때문에, 파이프 내에서 열이 이동하는 거리가 길다. 반면에 상기 제2파이프(324)는 길이가 짧기 때문에, 파이프 내에서 열이 이동하는 거리가 짧다. 따라서, 상기 제1열전달부(220)의 일단에 설치된 상기 제1열전소자(210)의 구동을 중단하더라도, 상기 제1방열부(250)의 열이 상기 제1열전달부(220)를 통해서 상기 탱크 모듈(100)로 이동하는 경로가 길어지고, 그에 따라 열전달이 어려워지게 된다.

상기 탱크 모듈(100)의 상측에는 물이 상기 탱크 모듈(100) 내부로 인입되는 인입 포트(110)와 물이 상기 탱크 모듈(100) 외부로 배출되는 배출 포트(112)가 구비된다. 물은 상기 인입 포트(110)로부터 인입되고, 상기 배출 포트(112)로 배출되면서 상기 탱크 모듈(100) 내부에서 열교환이 이루어지고 냉각될 수 있다.

또한 상기 탱크 모듈(100)의 상측에는 상기 탱크 모듈(100)의 내부로 유체를 넣고 뺄 수 있는 두 개의 포트(114, 115)가 형성될 수 있다. 상기 두 개의 포트(114, 115)는 상기 인입 포트(110)와 상기 배출 포트(112)와 마찬가지로, 상기 탱크 모듈(100)의 상측면에 마련되어서, 네 개의 포트가 상기 탱크 모듈(100)의 상측에 함께 배치될 수 있다. 상기 제1단열부(410)에는 네 개의 포트가 관통될 수 있도록 상기 관통공(412)이 네 개 형성될 수 있다.

한편 상기 제1파이프(224)와 상기 제2파이프(324)는 상측으로 직선 방향으로 연장되다가, 폭이 넓어지면서 꺽여지는 굴곡된 부분을 구비하는 것이 가능하다.

상기 제1냉각부(240)와 상기 제2냉각부(340)는 각각 알루미늄 재질로 이루어져서, 각각의 열전소자와 상기 탱크 모듈(100)의 사이에 열교환이 잘 이루어지도록 한다.

상기 제1단열부(410)에 형성된 상기 가이드 홈(414)에는 상기 제1파이프(224)가 삽입될 수 있다. 상기 가이드 홈(414)은 상기 제1파이프(224)의 연장된 방향을 따라 형성되어, 상기 제1파이프(224)는 상기 제1단열부(410)에 의해서 일측이 감싸진다. 상기 가이드 홈(414)은 두 개의 홈으로 구성되고, 각각은 수직한 방향으로 길게 연장되되, 상기 제1파이프(224)가 굽어진 형상에 대응되는 굴곡진 부분을 구비할 수 있다.

상기 제1단열부(410)의 측면의 하단과 상기 제2단열부(430)의 측면의 상단에는 서로 마주치지 않고 이격되는 부분이 마련되어서, 각각에는 상기 제1냉각부(240)와 상기 제2냉각부(340)가 상기 제1단열부(410)와 상기 제2단열부(430)의 외부로 노출되도록 배치될 수 있다.

상기 제3단열부(450)는 상기 제1열전소자 모듈(200)의 일부를 밀폐할 수 있도록 상기 제2단열부(430)와 상기 제1단열부(410)의 일측면에 배치된다. 즉 상기 제3단열부는 상기 제1열전달부(220)의 일측을 둘러싸서, 상기 제1부재(222)와 상기 제1파이프(224)의 일부는 상기 제3단열부(450)에 의해서 밀폐될 수 있다.

반면에 상기 제2열전소자 모듈(300)이 설치되는 위치에는 상기 제1단열부(410)와 상기 제2단열부(430)을 덮어주는 추가 단열부가 구비되지 않아서, 상기 제2열전소자 모듈(300)은 대부분이 외부로 노출되는 형태로 배치된다. 즉 상기 제2열전달부(320)에서 상기 제2부재(322)와 상기 제2파이프(324)는 별도의 단열부에 의해서 감싸지지 않고, 외부로 노출되도록 배치된다.

도 6은 일 실시예에 따른 탱크 모듈을 설명한 도면이고, 도 7은 도 6의 측면에서 바라본 도면으로, 그 내부가 함께 도시된다. 도 8은 제1안내부를 설명한 도면이고, 도 9는 제2안내부를 설명한 도면인데, 도 8 및 도 9에서는 탱크 모듈에서 하우징이 제거된 상태를 도시한 것이다.

상기 탱크 모듈(100)은 외관을 형성하는 하우징(104), 상기 하우징 내부로 물이 인입되는 상기 인입 포트(110), 상기 인입 포트(110)로 들어온 물이 상기 하우징(104) 외부로 배출되는 배출 포트(112) 및 상기 하우징(104)에 결합되는 베이스(108)를 포함한다.

상기 베이스(108)는 상기 하우징(104)과 결합되어서, 상기 하우징(104)의 내부를 외부로부터 밀폐할 수 있다. 상기 베이스(108)는 플레이트과 유사한 형상을 일루고, 상기 하우징(104)은 일면이 개방되고, 다섯 면이 밀폐된 직육면체 형상을 이뤄서, 상기 하우징(104)의 개방된 면에 상기 베이스(108)가 결합되는 것이 가능하다.

상기 하우징(104)에는 두 개의 포트(114, 115)가 구비되어서, 상기 하우징(104)의 내부로 유체가 안내될 수 있다. 상기 유체는 상기 인입 포트(110)로 안내된 물과는 섞이지 않으면서, 물과 열교환을 하면서 물을 냉각하는 기능을 수행한다. 상기 유체는 물인 것이 가능한데, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상기 유체를 냉각수라고 구분해서 표현한다.

상기 하우징(104)의 내부에는 상기 인입 포트(110)로 유입된 물이 수직 방향으로 이동하는 제1수직 유로(132)와, 수평 방향으로 이동하는 제1수평 유로(134)를 구비하는 제1안내부(130)와, 상기 제1안내부(130)를 통과한 후에, 물이 수직 방향으로 이동하는 제2수직 유로(152)와, 수평 방향으로 이동하는 제2수평 유로를 구비하는 제2안내부(150)가 구비된다.

상기 인입 포트(110)로 안내된 물은 우선 상기 제1안내부(130)를 통과하고, 이어서 상기 제2안내부(150)로 안내되는 순서에 따라 이동하고, 상기 배출 포트(112)로 배출될 수 있다.

상기 제1안내부(130)는 상기 제1수평 유로(134)에서 물이 이동하는 거리보다 상기 제1수직 유로(132)에서 물이 이동하는 거리가 큰 것이 가능하다. 상기 제1안내부(130)는 내부가 원형 단면을 이루고, 길게 연장된 파이프로 구성되어서, 파이프 내부에는 물이 이동될 수 있다.

상기 제1안내부(130)는 수직 방향으로 길게 연장된 파이프가, 절곡된 형태로 지그재그 형태로 배치되어서, 물은 상기 제1안내부(130)의 내부에서 수평 방향 이동보다는 수직 방향 이동을 많이 하게 된다.

상기 제2안내부(150)는 상기 제2수직 유로(152)에서 물이 이동하는 거리보다 상기 제2수평 유로(154)에서 물이 이동하는 거리가 큰 것이 가능하다.

상기 제2안내부(150)는 상기 베이스(108)에 결합되고, 내부에 물이 수용되는 컨테이너(170)를 포함하고, 상기 컨테이너(170)는 내부에 물이 이동가능한 경로를 형성하는 복수 개의 리브(174)가 배치된다. 상기 컨테이너(170)는 하나의 큰 공간을 형성하고, 상기 복수 개의 리브(174)가 수평 방향으로 연장되되, 서로 간격을 가지고 적층되는 방식으로 이격되어 있어서, 상기 복수 개의 리브(174)의 사이로 물이 이동되면서 상승될 수 있다.

상기 리브(174)는 상기 컨테이너(170)이 내부에서 어느 일단을 통해서 물이 상기 컨테이너(170)의 내부에서 상승될 수 있도록 일단 또는 타단이 컨테이너 내부 벽과 이격되도록 배치된다.

상기 제1안내부(130)와 상기 제2안내부(150)는 상기 탱크 모듈(100)의 하단에서 서로 연결되어서, 상기 제1안내부(130)의 물이 상기 제2안내부(150)로 이동될 수 있다. 상기 인입 포트(110)는 상기 탱크 모듈(100)의 상측에 배치되는데, 상기 제1안내부(130)를 따라서 최종적으로 하강된 물이, 상기 제2안내부(150)를 따라서 전체적으로 상승되면서, 상기 배출 포트(112)까지 상승되어서 상기 탱크 모듈(100)의 외부로 배출될 수 있다.

상기 하우징(104)의 일면에는 상기 제1열전소자(210)의 제1흡열부(202)와 결합된 제1냉각부(240)가 면접촉하고, 상기 베이스(108)에는 제2열전소자(310)의 제2흡열부(302)와 결합된 제2냉각부(340)가 면접촉하는 것이 가능하다. 상기 제1냉각부(240)와 상기 제2냉각부(340)는 상기 탱크 모듈(100)의 서로 다른 면에 면접촉해서, 상기 탱크 모듈(100)의 다양한 면을 냉각할 수 있다. 또란 두 개의 흡열부는 서로 다른 높이에 배치되어, 상기 탱크 모듈(100)의 다양한 위치를 통과하는 물의 열을 효과적으로 흡수할 수 있다.

상기 컨테이너(170)의 일면은 상기 베이스(108)인 것이 가능하다. 반면에 상기 컨테이너(170)의 일면이 플레이트 형상을 이루는 상기 베이스(108)에 결합되는 것도 가능하다. 상기 베이스(108)는 상기 컨테이너(170)의 타측면 보다는 넓은 면적을 가져서, 상기 하우징(104)이 상기 베이스(108)에 결합되는 경우, 상기 컨테이너(170)의 다른 면은 상기 베이스(108)와 상기 하우징(104)에 의해서 구획되는 공간에 밀폐될 수 있다.

상기 제1안내부(130)는 하나의 긴 파이프로 구성되되, 동일한 높이를 가지도록 절곡되면서, 굽혀지는 형태로 제작할 수 있다. 상기 제1안내부(130)의 일단은 상기 제2안내부(150)에 결합되어서, 물이 상기 제1안내부(130)에서 상기 제2안내부(150)로 이동되는 경로를 형성할 수 있다.

두 개의 포트(114, 115)를 통해서 냉각수가 상기 하우징(104)의 내부로 유입되고, 배출될 수 있다. 하나의 포트(114)로 냉각수가 유입되는 경우에 다른 포트(115)로 상기 하우징(104)의 내부 공기는 상기 하우징(104)의 외부로 배출되어서, 상기 하우징(104) 내부에 냉각수 공급이 용이하다.

상기 리브(174)는 상기 컨테이너(170)의 내부 공간의 전후 방향 길이와 동일한 전후 방향 길이를 가져서, 상기 컨테이너(170) 내부에서 물이 이동할 때에 상기 리브(174)에 의해서 의도적으로 형성된 경로를 통해서만 물이 상승하게 된다. 상기 컨테이너(170)의 내부에서 물은 좌측단에서 상승한 후에 다른 두 개의 리브에 의해서 수평 방향으로 안내되고, 우측단에서 상승한다. 이어서 물은 두 개의 리브에 의해서 수평 방향으로 안내되고, 다시 좌측단에서 상승하면서 상기 탱크 모듈(100)의 다양한 면과 접촉되면서 열교환 효율이 향상될 수 있다.

상기 인입 포트(110)를 통해 안내된 물은 상기 제1안내부(130)를 통과하면서, 상기 하우징(104)의 내부에 차있는 냉각수와 열교환이 이루어지면서 냉각될 수 있다. 냉각수는 상기 제1열전소자(210)에 의해서 냉각되고, 물은 상기 제1안내부(130)를 따라 이동하면서 냉각수와 지속적으로 열교환이 이루어져서 냉각될 수 있다.

상기 제1안내부(130)를 통과한 후에 상기 제2안내부(150)로 안내되는 물은 상기 제2열전소자(310)에 의해서 냉각될 수 있다. 상기 제2열전소자(310)은 상기 컨테이너(170)를 냉각할 수 있는데 물은 상기 컨테이너(170) 내부를 통과하면서 상기 리브(174) 및 상기 컨테이너(170)의 내부와 접촉하면서 냉각될 수 있다.

물은 상기 제1안내부(130)와 상기 제2안내부(150)를 통과하면서 다양한 위치에서 열교환이 이루어져서, 상기 배출 포트(112)로 배출될 때에는 온도가 하강된다. 본 실시예에서는 물이 탱크 모듈 내에서 충분히 열교환이 이루어져서 냉각되기 때문에, 얼음을 얼려서 냉각하는 방식을 사용하지 않아도 된다. 냉수를 공급하기 위해서 얼음을 얼리고, 얼음과 물을 열교환시켜서 물을 냉각하는 방식은 얼음의 두께를 조절하기 힘들기 때문에 구현에 어려움이 있다. 예를 들어, 하루 사용한 경우와 한달을 사용한 경우에는 얼음의 두께가 달라질 수 있고, 사용자가 냉수를 사용하는 횟수 또는 양에 따라 얼음의 두께가 달라질 수 있다. 즉 사용자의 사용 환경에 따라 얼음의 두께가 달라지기 때문에 제어가 어렵고, 그에 따라 탱크의 크기 설계도 어렵다.

반면에 본 실시예에서는 얼음을 사용하지 않고, 탱크 내부에서 물이 이동하는 경로를 증가시키고, 물이 충분히 냉각될 수 있는 방법을 개발한 것으로 기존의 방식에 비해서 제어가 용이하고, 얼음의 두께를 고려하지 않아도 된다는 장점이 있다.

도 10은 다른 실시예에 따른 냉수 공급 시스템을 설명한 도면이고, 도 11은 도 10의 분해 사시도이다. 다른 실시예서는 일 실시예와 달리, 상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자가 상기 탱크 모듈(100)의 일측면에 모두 배치된다는 점에 차이가 있다.

또한 다른 실시예에서는 상기 제1열전소자(210)의 열을 방열하기 위한 방열부(252)와 상기 제2열전소자(310)의 열을 방열하기 위한 방열부(252)가 하나로 구성되어서, 하나의 방열부(252)를 통해서 상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)의 열을 함께 배출할 수 있다.

두 개의 열전소자(210, 310)의 높이가 다르게 배치된다거나, 두 개의 열전달부(220, 320)의 길이가 다르게 구성된다는 점 등은 일 실시예와 동일하기 때문에 관련 내용에 대해서는 설명하지 않고, 일 실시예의 내용을 그대로 차용한다.

도 6 내지 9의 경우에 다른 실시예에서는 상기 하우징(104)의 일면에 제1열전소자(210)의 제1흡열부(202)와 상기 제2열전소자(310)의 제2흡열부(302)가 면접촉되는 구성이다.

다른 실시예에서와 같이 두 개의 열전소자가 탱크 모듈의 하나의 면에 배치되더라도 높이를 달리하기 때문에, 탱크 모듈을 통과하는 물을 효율적으로 냉각할 수 있다.

하나의 방열부(252)의 양측면에 각각 제1팬(270)과 제2팬(370)이 구비되어서, 두 개의 팬이 동시에 구동될 때에는 하나의 방열부(252)의 냉각 효율이 최대이고, 하나의 팬이 구동될 때에는 방열부(252)의 열교환율은 떨어지지만, 소모되는 에너지는 줄어들 수 있다.

탱크 모듈의 내부에 물의 온도를 측정하는 온도 센서(190)가 포함될 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 제어 블록도이다. 도 12는 다른 실시예에서도 함께 적용될 수 있는 내용으로 함께 설명한다.

도 12를 참조하면, 본 발명에서는 탱크 모듈(100)의 내부 물의 온도를 측정하는 온도 센서(190)를 포함한다. 상기 온도 센서(190)는 상기 탱크 모듈(100)의 내부로 유입되는 물의 온도, 상기 탱크 모듈(100)의 내부를 통과하는 물의 온도, 상기 탱크 모듈(100)의 외부로 배출되는 물의 온도 중에 적어도 하나의 온도를 측정할 수 있다. 상기 온도 센서(190)에 의해서 측정된 온도는 제어부(500)로 전달될 수 있다.

상기 제어부(500)는 온도 정보에 따라서, 상기 제1열전소자(210), 상기 제2열전소자(310), 상기 제1팬(270), 상기 제2팬(370)의 구동을 제어할 수 있다.

상기 제어부(500)는 상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)에 각각 전류를 공급하도록 제어할 수 있다. 두 개의 열전소자 중 어느 하나에는 전류를 공급하는 반면에 다른 하나에는 전류를 공급하지 않도록 제어할 수 있다.

특히 상기 제어부(500)는 상기 제1열전소자(210)를 구동 또는 구동 중지하는 것이 가능하다. 반면에 상기 제어부(500)는 상기 제2열전소자(310)를 항상 구동하는 것이 가능하다. 상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)을 서로 다른 방식으로 구동해서, 음용수 공급 장치에서 소모되는 전력을 줄여서, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 제어부(500)는 상기 제2열전소자(310)에 공급되는 전압의 크기가 달라지도록 제어하는 것도 가능하다.

상기 제어부(500)는 상기 제1팬(270)을 구동하거나 구동 중지하는 것이 가능하고, 상기 제어부(500)는 상기 제2팬(370)을 항상 구동하는 것이 가능하다. 상기 제어부(500)는 상기 제1팬(270)과 상기 제2팬(370)을 다른 방식으로 구동해서, 전체 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 제어부(500)는 상기 제2열전소자(310)에 공급되는 전압의 크기가 달라질 때에, 상기 제2팬(370)에 공급되는 전압도 달라지도록 제어하는 것이 가능하다. 즉 상기 제2열전소자(310)의 제어방식이 변화될 때에는 상기 제2팬(370)도 다른 방식으로 제어하는 것이 가능하다.

마찬가지로, 상기 제어부(500)는 상기 제1열전소자(210)를 구동하지 않는 경우에는 상기 제1팬(270)을 구동하지 않는 것이 가능하다. 즉 상기 제1열전소자(210)의 제어방식이 변화될 때에는 상기 제1팬(270)도 다른 방식으로 제어하는 것이 가능하다.

상기 제어부(130)는 상기 온도 센서(190)에 의해서 받은 정보에 따라 다양한 구성요소를 제어할 수 있지만, 사용자가 상기 버튼(7)을 조작하는지 여부에 따라 제어하는 것도 가능하다. 즉 상기 제어부(130)는 설정된 프로그램에 따라 자동으로 동작하거나, 사용자의 조작에 의해 수동으로 동작하는 것도 가능하다.

도 13은 일 실시예에 따른 제어 흐름도이고, 도 14는 열전소자에 공급되는 전압을 설명한 도면이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 사용자가 냉수를 쓰려고 상기 버튼(7)을 누르는 등의 행위가 발생하는 것이 가능하다. 도 14에서 상측은 제2열전소자의 동작을 설명한 도면이고, 하측은 제1열전소자의 동작을 설명한 도면이다. 본 실시예에서는 냉수를 보관하는 별도의 탱크를 구비하지 않고, 사용자가 냉수를 추출할 때에 바로 물을 냉각해서 사용자에게 공급하는 방식이기 때문에, 냉수 탱크를 사용하는 방식에 비해서 위생적이다.

상기 온도 센서(190)는 물의 온도를 측정할 수 있다(S10).

상기 온도 센서(190)에서 측정된 물의 온도가 냉수 온도 조건을 만족하면, 냉수를 급격하게 생성하지 않고, 온도를 일정 수준으로 유지하는 보냉 구간에 진입한다(S20). 보냉 구간에서는 보냉 모드로 구동한다.

반면에 상기 온도 센서(190)에서 측정된 물의 온도가 냉수 온도 조건을 만족하지 않으면, 냉수를 급격하게 생성할 필요가 있다.

따라서, 온도를 급격하게 낮추는 냉각 구간에 진입한다(S30). 냉각 구간에서는 냉각 모드로 구동한다.

한편 냉수 온도 조건의 만족 여부는, 측정된 온도가 설정 온도보다 높은지 또는 낮은지 여부로 판단할 수 있다.

S30과 같이 냉각 구간에 진입하게 되면, 상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)을 모두 구동한다(S32). 두 개의 열전소자를 모두 온시켜서, 두 개의 열전소자를 이용해서 탱크 모듈의 내부로 이동하는 물을 냉각한다.

상기 제어부(500)는 상기 제1열전소자(210) 및 상기 제2열전소자(310)에 도 14에서와 같이 최대 전압을 인가한다(S34). 최대 전압을 인가할 경우에는 최대 전력을 공급하는 것과 동일하기 때문에, 두 개의 열전소자에서는 모두 최대로 구동되면서, 발열과 흡열 반응이 이루어진다. 따라서, 상기 탱크 모듈(100)을 통과하는 물은 빠르게 냉각될 수 있다.

그리고 상기 제1팬(270)과 상기 제2팬(370)을 모두 구동한다(S36). 상기 제1열전소자(210)와 상기 제2열전소자(310)가 모두 구동되기 때문에, 상기 제1열전달부(220)와 상기 제2열전달부(320)을 통해서, 각각의 열전소자에서 발생되는 열이 각각의 방열부로 이동될 수 있다.

이때 두 개의 팬에는 모두 입력 전압이 최대로 공급되는 것이 가능하다. 두 개의 열전소자 모두에서 발생되는 열의 양이 최대이기 때문에, 두 개의 팬도 모두 최대 전압으로 구동해서, 방열부에서 방출되는 열을 원할하게 외부로 배출될 수 있도록 하는 것이 가능하다.

두 개의 팬이 모두 구동되기 때문에, 두 개의 방열부에서 전달된 열은 공기와 열교환이 되면서, 열전소자의 열이 외부로 방출될 수 있다.

두 개의 열전소자가 모두 구동되기 때문에, 두 개의 열전소자의 발열부는 각각 방열부에 비해서 온도가 높게 된다. 따라서, 두 개의 발열부에서 발생되는 열은 두 개의 방열부가 이동되면서 냉각될 수 있다.

계속 두 개의 열전소자를 구동하다가, 상기 온도 센서(190)에서 측정된 온도가 냉수 온도 조건을 만족하는지를 다시 판단한다(S40).

S10 또는 S40에서 냉수 온도 조건을 만족하면, S20에서와 같이 보냉 구간에 진입한다. 이때 보냉 구간은 냉각 구간에 비해서 상대적으로 적은 냉기를 공급해서 탱크 모듈을 냉각하는 구간을 의미할 수 있다.

보냉 모드로 동작하면, 상기 제어부(500)는 상기 제1열전소자(210)는 오프하고, 상기 제2열전소자(310)는 온할 수 있다(S24). 즉 상기 제1열전소자(210)는 구동하지 않고, 상기 제2열전소자(310)는 구동한다.

이때, 도 14에 도시된 것처럼, 보냉 구간에서는 상기 제1열전소자(210)에는 전압을 인가하지 않고 작동을 정지시켜서, 상기 제1열전소자(210)에서 소모되는 에너지를 제거할 수 있다.

반면에, 상기 제2열전소자(310)에는 냉각 모드에서보다 작은 값의 입력 전압을 인가해서(S26), 상대적으로 작은 전력을 소모하도록 구성할 수 있다. 보냉 구간에서는 냉각 구간에 비해서, 제2열전소자의 소모 전력과 제1열전소자의 소모 전력이 줄어들어서 에너지 효율이 향상될 수 있다.

이때 상기 제1팬(270)은 구동을 중단하는 반면에, 상기 제2팬(370)은 구동을 시킨다(S28). 특히 상기 제2팬(370)에 입력 전압을 상기 냉각모드보다 작은 값으로 공급해서, 보냉 구간에서는 냉각 구간에 비해서 팬에서 소모되는 전력이 냉각 구간에 비해서 줄어들어, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

보냉 구간에서는 상기 제1열전소자(210)는 동작하지 않기 때문에, 상기 제1방열부(250)이 고온이고, 상기 제1발열부(204)는 상대적으로 저온일 수 있다. 따라서 상기 방열부(250)의 열이 상기 제1열전달부(220)를 통해서 상기 제1발열부(204)에 전달되고, 그에 따라서 상기 제1냉각부(240)을 통해서 상기 탱크 모듈(100)을 가열할 수 있다.

열이 상술한 방향으로 이동되면서 상기 탱크 모듈(100)이 가열되는 정도를 줄이기 위해서, 본 실시예에서는 상기 제1열전달부(220)의 제1파이프(224)의 길이를 길게 한다. 따라서 열이 상기 제1방열부(250)에서 상기 제1발열부(204)로 이동하는 경로가 길어지기 때문에, 열의 전도가 상대적으로 어려워질 수 있다.

또한 본 실시예에서는 상기 제1열전달부(220)를 상기 제2열전달부(320)와 달리 상기 제3단열부(450), 상기 제1단열부(410) 및 상기 제2단열부(430)로 감싸서, 상기 제1열전달부(220) 자체가 외부로부터 가열되지 않도록 구성할 수 있다. 따라서 상기 제1열전소자(210)가 구동되지 않는 상태에서, 외부의 열이 상기 제1열전달부(220)를 가열해서, 상기 탱크 모듈(100)이 가열되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 상기 제1파이프(224)를 그루브드 파이프로 구성해서, 상기 제1방열부(250)의 열이 상기 제1열전소자(210)로 이동할 때에는 열전도율이 낮아져서 열이 쉽게 이동하지 않도록 구성한다.

반면에 상기 제2열전소자(310)는 항상 구동을 하기 때문에, 상기 제2발열부(304)는 상기 제2방열부(350)에 비해서 항상 높은 온도를 유지하게 된다. 상기 제2파이프(324)는 신터드 파이프로 구성하는데, 신터드 파이프는 열전도율이 상대적으로 높지만 양방향으로 열전도가 잘 이루어진다는 특성을 가진다. 상기 제2열전소자(310)는 항상 구동되기 때문에, 상기 제1열전소자(210)에서와 달리 열이 역류할 가능성이 낮아서, 신터드 파이프를 선택해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서는 두 개의 열전소자의 구동 방식을 서로 다르게 하기 때문에, 두 개의 열전도 방식이 다른 열전도부를 선택해서 전체적으로 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 13에 따른 제어에 대해서 다시 설명하면, 우선 냉수 버튼이 구동되면 탱크 모듈 안에 장착되어있는 온도 센서에서 온도를 감지한다.

탱크의 온도가 목표 온도보다 클 경우 일정시간의 Delay를 가진 후 두 개의 열전소자와 두 개의 팬을 구동하기 위해 열전소자, 팬의 회로적 ON 신호를 먼저 인가하고 이후 열전소자 구동 전압용 SMPS 전원을 인가하기 위해 SMPS ON 신호를 인가한다.

PWM Duty를 증가 시키기위한 일정 시간의 Delay 이후에 열전소자와 팬에 Duty를 상승시켜 Max출력 전압까지 상승시킨다.

탱크 모듈의 온도가 목표 온도보다 작고 유지구간 진입을 위해 일정 시간 Delay가 지났다면 목표온도 이하 Flag를 SET하고 제1열전소자를 OFF 하기 위해 일정 시간의 Delay를 가진다.

두 개의 열전소자 제어 신호를 ON하여 제2열전소자를 OFF시키고 제2팬을 OFF 한다.

나머지 제1열전소자와 제1팬은 최소 Duty를 인가하여 최소 전압으로 구동하게 하고 보냉구간으로 진입한다.

반면에 목표온도 이하로 온도가 감지되면 보냉 구간에 진입하며, 추가적으로 온도를 측정해서 목표 온도보다 상승되는지를 감지한다.

본 실시예에서는 그루브드 히트 파이프(Grooved Heat Pipe)에서 불어주는 풍량을 이용하여 더 강한 풍량으로 신터드 히트 파이프(Sintered Heat Pipe)쪽 방열부를 방열시켜 줄 수 있다.

본 실시예에서는 히트 파이프(Heat Pipe)을 두 가지로 제어 함으로써 열손실을 줄여서 소비전력을 개선할 수 있다. 히트 파이프(Heat Pipe)를 두 쌍을 사용함으로써 양방향에서 냉각시킴으로써 탱크 모듈 안의 열불균형을 해결할 수 있다. 구체적으로, 열전소자가 양쪽면에 배치되어서 양쪽을 냉각할 수 있고, 탱크 모듈 내부의 열분포의 불균형을 해결할 수 있다.

특히 열전소자가 항상 작동하는 모듈에서는 열이 방향으로 전달되는 히트 파이프를 선택한다.

한편 상기 제1안내부는 서스 파이프(SUS pipe)로 이루어져서, 유로 길이가 늘어나고 냉각수와 열교환이 쉽게 이루어질 수 있다.

냉각수가 유입되는 포트는 냉각수가 초기에 한 번 삽입된 후에, 용접을 통해서 막아서 밀폐되는 것도 가능하다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

100: 탱크 모듈 130: 제1안내부
150; 제2안내부 170: 컨테이너
200: 제1열전소자 모듈 210: 제1열전소자
202: 제1흡열부 204: 제1발열부
250: 제1방열부 270: 제1팬
300: 제2열전소자 모듈 310: 제2열전소자
302: 제2흡열부 304: 제2발열부
350: 제2방열부 370: 제2팬
500: 제어부

Claims (18)

1. 외관을 형성하는 하우징;
   상기 하우징 내부로 물이 인입되는 인입 포트;
   상기 인입 포트로 유입된 물이 수직 방향으로 이동하는 제1수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제1수평 유로를 구비하는 제1안내부;
   상기 제1안내부를 통과한 후에, 물이 수직 방향으로 이동하는 제2수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제2수평 유로를 구비하는 제2안내부;
   상기 제2안내부를 통과한 후에 물이 상기 하우징 외부로 배출되는 배출 포트; 및
   상기 하우징에 결합되어, 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐하는 베이스;를 포함하고,
   상기 하우징 내부에는 상기 제1안내부를 통과하는 물과 섞이지 않는 유체가 수용되고,
   상기 제1안내부는 상기 제1수평 유로에서 물이 이동하는 거리보다 상기 제1수직 유로에서 물이 이동하는 거리가 크고,
   상기 제2안내부는 상기 제2수직 유로에서 물이 이동하는 거리보다 상기 제2수평 유로에서 물이 이동하는 거리가 큰 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인입 포트와 상기 배출 포트는 상기 하우징의 상측에 구비되는 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탱크 모듈에는 상기 탱크 모듈의 내부로 상기 유체를 넣고 뺄 수 있는 두 개의 포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 두 개의 포트는 상기 인입 포트와 상기 배출 포트와 같이 상기 탱크 모듈의 상측면에 마련되는 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 일면에는 제1열전소자의 제1흡열부와 결합된 제1냉각부와, 제2열전소자의 제2흡열부와 결합된 제2냉각부가 면접촉하는 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1안내부는 내부가 원형 단면을 이루고, 길게 연장된 파이프인 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2안내부는,
   상기 베이스에 결합되고, 내부에 물이 수용되는 컨테이너를 포함하고,
   상기 컨테이너는 내부에 물이 이동가능한 경로를 형성하는 복수 개의 리브가 배치된 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하우징의 일면에는 제1열전소자의 제1흡열부와 결합된 제1냉각부가 면접촉하고,
   상기 베이스에는 제2열전소자의 제2흡열부와 결합된 제2냉각부가 면접촉하는 것을 특징으로 하는 탱크 모듈.
9. 물이 통과하는 유로를 구비하고, 상기 유로를 통과하는 물을 냉각하는 탱크 모듈;
   상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부의 반대편에 마련되는 제1발열부를 포함하는 제1열전소자와, 상기 제1발열부에서 전달되는 열이 상기 탱크 모듈로부터 멀어지도록 전달하는 제1열전달부와, 상기 제1열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제1방열부을 포함하는 제1열전소자 모듈;
   상기 탱크 모듈을 바라보도록 배치되는 제2흡열부와 상기 제2흡열부의 반대편에 마련되는 제2발열부를 포함하는 제2열전소자와, 상기 제2발열부에서 전달되는 열을 전달하는 제2열전달부와, 상기 제2열전달부의 일단에 배치되어 열을 방출하는 제2방열부를 포함하는 제2열전소자 모듈;을 포함하고,
   상기 탱크 모듈은,
   외관을 형성하는 하우징;
   상기 하우징 내부로 물이 인입되는 인입 포트;
   상기 인입 포트로 유입된 물이 수직 방향으로 이동하는 제1수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제1수평 유로를 구비하는 제1안내부;
   상기 제1안내부를 통과한 후에, 물이 수직 방향으로 이동하는 제2수직 유로와, 수평 방향으로 이동하는 제2수평 유로를 구비하는 제2안내부;
   상기 제2안내부를 통과한 후에 물이 상기 하우징 외부로 배출되는 배출 포트; 및
   상기 하우징에 결합되어, 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐하는 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1열전소자와 상기 제2열전소자에 각각 전류를 공급하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1열전소자를 구동 또는 구동 중지하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2열전소자를 항상 구동하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
13. 제9항에 있어서,
    상기 제1열전소자의 상기 제1흡열부와 상기 제2열전소자의 상기 제2흡열부는 상기 하우징의 일면에 배치되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
14. 제9항에 있어서,
    상기 제1열전소자의 상기 제1흡열부는 상기 하우징의 일면에 배치되고, 상기 제2열전소자의 상기 제2흡열부는 상기 베이스에 배치되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
15. 제9항에 있어서,
    상기 제1열전소자 모듈은,
    상기 제1방열부에 공기 유동을 발생시키는 제1팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
16. 제9항에 있어서,
    상기 제2열전소자 모듈은,
    상기 제2방열부에 공기 유동을 발생시키는 제2팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
17. 제9항에 있어서,
    상기 탱크 모듈에는 상기 탱크 모듈의 내부로 물과 섞이지 않는 유체를 넣고 뺄 수 있는 두 개의 포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 두 개의 포트는 상기 인입 포트와 상기 배출 포트와 같이 상기 탱크 모듈의 상측면에 마련되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급 장치.
    

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