KR19980030867A - 냉온수기의 동작 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉온수기에 관한 것으로, 냉수통(5)의 온도에 따라 냉각 시스템을 선택적으로 작동시켜 냉수통(5)에 담겨진 물의 온도를 조절하는 한편, 온수통(27)의 온도에 따라 메인 히터(29)를 선택적으로 동작시켜 온수통(27)에 담겨진 물의 온도를 조절함에 있어서, 희망 온도를 설정하는 제 1단계와, 냉각 혹은 가열 동작을 수행하면서 희망 가열모드가 설정되는가를 확인하는 제 2단계와, 희망 가열모드시 온수통(27)의 온도를 검출하고 이를 희망 온도와 대비하여 차이값을 구하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 구해진 온도 차이값이 일정값 이상인지를 확인하는 제 4단계와, 일정값 이상이면 메인 히터(29)와 보조 히터(31)를 가동시켜 온수통(27)의 물을 가열하고 일정값 이하이면 메인 히터(27)만을 구동시켜 물을 가열하면서 온수통(27)내의 온도를 검출하고 이것이 희망 온도와 같은가를 판단하는 제 5단계와, 상기 제 5단계의 결과 온수통(27)의 온도가 희망 온도보다 낮으면 메인 히터(27)를 계속적으로 동작시켜 물을 가열하고 온수통(27)의 온도가 희망 온도와 같으면 메인 히터(27)의 구동을 정지시키는 한편 표시부(37)를 구동시켜 이를 알리는 제 6단계를 수행하도록 함으로써, 원하는 온도의 온수를 공급받을 수 있도록 된 것이다.

Description

냉온수기의 동작 제어방법

본 발명은 냉온수기의 동작 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수통의 바닥면에 메인 히터와 함께 보조 히터를 설치하고 공급받고자 하는 온수의 희망 온도와 온수통의 현재 온도의 차이값에 따라 메인 히터와 보조 히터를 동시에 혹은 선택적으로 구동시켜 온수통에 담겨진 물을 희망 온도로 가열할 수 있도록 하는 냉온수기의 동작 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉수와 온수를 동시에 공급하도록 되어 있는 냉온수기의 냉각 시스템은 도 1에 도시된 것처럼, 작동유체인 프레온과 같은 냉매를 냉각 사이클을 통해 순환시킴으로써 냉수통(105) 내부의 식수를 냉각하도록 되어 있는데, 이는 압축기(101 ; 컴푸레셔)와, 상기 압축기(101)와 흡수 파이프(103)를 통해 연결되어 냉수통(105)을 감고 있는 증발기(113)와, 상기 증발기(113)와 캐필러리 튜브(109)를 통해 연결되어 있는 드라이어(111) 및 드라이어(111)와 인접 연결되어 있는 방열 응축기(117)로 구성되어 있다.

이러한 구성에 의하면 압축기(101)에서 고압으로 압축된 냉매는 흡수 파이프(103)를 통해 증발기(113)로 유입되어 증발되며, 이때 기화열로 사용되어 소모된 열량이 냉수통(105) 즉 식수의 온도 저하를 가져온다. 이에 따라 식수를 원하는 만큼 냉각시킬 수 있게 되며, 증발된 냉매는 캐필러리 튜브(109)를 통해 드라이어(111)를 경유하여 응축기(117) 안으로 유입된다. 유입된 기체 상태의 냉매는 응축기(117)를 거치면서 외부로 열을 방출하여 액체 상태로 환원된다. 액체 상태로 된 냉매는 압축기(101)로 유입되어 재차 냉각 사이클을 순환하게 된다.

이와 같은 냉각 시스템을 통하여 냉각된 식수 특히 증발기(117)가 감겨있는 냉수통(105) 하부 즉 분할판(121) 아래쪽의 냉수는 냉수용 밸브(115)를 개폐함에 따라 원하는 양만큼 외부로 토출된다. 밀도차로 인해 분할판(121) 위쪽에 위치하는 상대적으로 고온인 식수는 연결 튜브(123)를 통하여 도 2에 도시된 온수통(127)으로 공급된다.

도 2에 도시된 바와 같이 온수통(127) 내부의 온수는 온수용 밸브(119)를 개폐함에 따라 적정량씩 외부로 배출된다. 배출된 양만큼 냉수통(105)으로 부터 온수통(127)으로 유입된 식수는 온수통(127) 하단에 장착된 메인 히터(129)에 의해 가열된다. 가열시 온수통(127) 측면에 장착되어 있는 바이메탈(125)에 의해 검출되어 출력되는 온도값을 인식한 제어수단(마이크로 프로세서)의 제어하에 메인 히터(129)가 동작하여 온수통(127) 내의 온도값이 적정 온도범위 내로 유지되어 항상 일정한 온도의 온수를 공급할 수 있게 된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 냉온수기는 그 유용성에도 불구하고 문제점을 가지고 있다. 일반적으로 온수통(105) 내의 온수는 상온에서 적정온도, 예컨대 최저 85℃에서 최고 90℃의 온도 범위 내에서 유지되도록 온도 하강시 메인 히터(129)에 의해 가열되는데, 커피나 차를 끊이고자 하는 경우에는 이러한 적정온도보다는 높은 온도의 물을 필요로 하나, 온수통(105)의 내부에 설치되어 있는 메인 히터(129)를 작동시켜 가열할 수 있는 물의 온도에 한계가 있어 필요한 온도를 갖는 온수를 공급받는데 어려움이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 어려움이 해결하기 위해서 안출된 것으로, 온수통의 바닥면에 메인 히터와 함께 보조 히터를 설치하고 공급받고자 하는 온수의 희망 온도와 온수통 내의 현재 온도와의 차이값에 따라 메인 히터와 보조 히터를 동시에 혹은 선택적으로 구동시켜 온수통에 담겨진 물을 희망 온도로 가열할 수 있도록 하는 냉온수기의 동작 제어방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉수통의 온도에 따라 냉각 시스템을 작동시켜 냉수통에 담겨진 물의 온도를 조절하는 한편, 온수통의 온도에 따라 메인 히터를 동작시켜 온수통에 담겨진 물의 온도를 조절함에 있어서, 희망 온도를 설정하는 단계와, 냉각 혹은 가열 동작을 수행하면서 희망 가열모드가 설정되는가를 확인하는 단계와, 희망 가열모드시 온수통의 온도를 검출하고 이를 희망 온도와 대비하여 차이값을 구하는 단계와, 상기 단계에서 구해진 온도 차이값이 일정값 이상인지를 확인하는 단계와, 일정값 이상이면 메인 히터와 보조 히터를 가동시켜 온수통의 물을 가열하고 일정값 이하이면 메인히터만을 구동시켜 물을 가열하면서 온수통내의 온도를 검출하고 이것이 희망 온도와 같은가를 판단하는 단계와, 상기 단계의 결과 온수통의 온도가 희망 온도보다 낮으면 메인 히터를 계속적으로 동작시켜 물을 가열하고 온수통의 온도가 희망 온도와 같으면 메인 히터의 구동을 정지시키는 한편, 표시부를 구동시켜 이를 알리는 단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 냉온수기 냉각 시스템을 도시하는 개략도,

도 2는 종래의 냉온수기를 도시하는 개략 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 냉온수기 냉각시스템을 도시하는 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 냉온수기를 도시하는 개략 단면도,

도 5는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 블록 구성도,

도 6은 본 발명의 동작상태를 보인 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 압축기 3 : 흡수 파이프

5 : 냉수통 7 : RAM

9 : 캐필러리 튜브 11 : 드라이어

13 : 증발기 15 : 냉수용 밸브

17 : 응축기 19 : 온수용 밸브

21 : 분할판 23 : 연결 튜브

25 : 바이메탈 27 : 온수통

29 : 메인 히터 31 : 보조 히터

33 : 키 패드 35 : 물감지 센서

37 : 표시부 39 : 냉수용 온도센서

41 : 온수용 온도센서 43 : 마이크로 프로세서

우선 본 발명의 구성을 설명한다.

본 발명은 도 3 내지 도 5에 도시된 것처럼, 증발기(13)에 의해 냉각된 식수를 보관하고 바닥면에 관통 삽입된 냉수용 밸브(15)를 통해 냉수를 급수하도록 되어 있는 냉수통(5)과, 냉수통(5)의 내부 하단 증발기(13)가 감겨있는 부분의 바로 위쪽에 외주면이 냉수통(5)의 내주면과 일정간격 유지된 상태로 설치되어 있는 분할판(21)과, 분할판(21)의 중심 위치에 위쪽으로 개방된 상태로 관통 삽입되어 냉수통(5)에 연결되어 있는 연결튜브(23) 및, 위쪽에 위치하는 냉수통(5)과 연결튜브(5)에 의해 연결되어 바닥면에 장착된 메인 히터(29)에 의해 가열된 식수를 보관하고 상면에 관통 삽입된 온수용 밸브(19)를 통해 온수를 급수하도록 되어 있는 온수통(27)을 포함하여 이루어져 있는 냉온수기에 있어서, 상기 메인 히터(29)가 설치된 온수통(27)의 바닥면에 설치되어 물을 급속가열할 수 있도록 되어 있는 보조 히터(31)와, 온수통(27)에 담겨진 물의 온도에 따라 메인 히터(29)와 보조 히터(31)가 동시에 혹은 선택적으로 동작되도록 이들(29)(31)의 동작을 제어하는 제어수단을 구성하되, 상기 제어수단은 희망 온도를 설정할 수 있도록 되어 있는 키 패드(33)와, 온수통(27)에 담겨진 물의 온도를 검출할 수 있도록 되어 있는 온수용 온도센서(41)와, 상기 온수용 온도센서(41)의 의해 검출된 온도가 희망 온도가 되도록 메인 히터(29)와 보조 히터(31)를 선택적으로 구동시키는 마이크로 프로세서(43)로 구성되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 냉온수기의 동작상태를 도시한 흐름도로서, 냉수통(5)의 온도값에 의해 냉각 시스템을 작동시켜 냉수통(5)에 담겨진 물의 온도를 조절하고, 온수통(27)의 온도값에 의해 메인 히터(29)를 동작시켜 온수통(27)에 담겨진 물의 온도를 조절함에 있어서, 희망 온도를 설정하는 제 1단계와, 냉각 혹은 가열 동작을 수행하면서 희망 가열모드가 설정되는가를 확인하는 제 2단계와,희망 가열모드시 온수통(27)의 온도를 검출하고 이를 희망 온도와 대비하여 차이값을 구하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 구해진 온도 차이값이 일정값 이상인지를 확인하는 제 4단계와, 일정값 이상이면 메인 히터(29)와 보조 히터(31)를 작동시켜 온수통(27)의 물을 가열하고 일정값 이하이면 메인 히터(27)만을 구동시켜 물을 가열하면서 온수통(27)내의 온도를 검출하고 이것이 희망 온도와 같은가를 판단하는 제 5단계와, 상기 제 5단계의 결과 온수통(27)의 온도가 희망 온도보다 낮으면 메인 히터(27)를 계속적으로 동작시켜 물을 가열하고 온수통(27)의 온도가 희망 온도와 같으면 메인 히터(27)의 구동을 정지시키는 한편, 표시부(37)를 구동시켜 이를 알리는 제 6단계를 수행하여 온수통(27)에 충진되어 있는 물을 가열함을 보이고 있다.

이어서 본 발명의 작용을 설명한다.

종래의 냉각 시스템과 마찬가지로 프레온 가스등과 같은 냉매가 작동유체로 사용되는데, 압축기(1)에서 고압으로 압축된 냉매는 흡수 파이프(3)를 경유하여 증발기(13)로 유입되어 증발되면서 기화열로 사용되는 열량을 냉수통(5)으로 부터 빼앗게 된다. 기화된 냉매는 캐필러리 튜브(9)와 드라이어(11)를 거쳐 응축기(17) 안으로 유입되어 응축기(17) 내부를 통과하면서 외부로 열을 방출하여 액체 상태로 환원된다. 이어서 환원된 냉매는 압축기(1)로 재차 유입되어 위와 같은 냉각과정을 반복적으로 수행하면서 냉각 사이클을 이루게 된다.

이때, 증발기(13)가 하단 둘레부분에 감겨있는 냉수통(3)은 증발기(57)를 통해 소모된 열량만큼 열량을 빼앗겨 내부의 식수를 냉각시키게 된다. 냉각된 식수는 분할판(21)에 의하여 위쪽의 상온 식수와 구분되어 냉수 사용시 냉수용 밸브(15)를 개방하면 냉수통(5) 하단의 냉수는 냉수용 밸브(15)를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 사용된 식수는 분할판(21)의 외주면과 냉수통(5)의 내주면 사이에 형성되어 있는 틈새를 통해 유입되는 분할판(21) 위쪽의 상온 식수에 의해서 보충되며 냉각된 식수는 온도에 따른 밀도차에 의해서 아래쪽에 그대로 저장되게 된다.

분할판(21) 위쪽의 상온 식수는 분할판(21) 중심에 관통 삽입되어 있는 연결튜브(23)를 통해 아래쪽에 설치되어 있는 온수통(27)으로 공급된다. 이에따라 연결튜브(23)를 통해 유입되는 상온의 식수는 메인 히터(29)에 의해 가열된 상태로 온수통(27) 전체로 퍼져나갈 수 있게 된다.

이때 온수통(27)에 유입되는 식수를 가열하는 메인 히터(29)는 식수의 온도가 적정온도를 유지할 수 있도록 동작하게 된다.

메인 히터(29)에 의해 식수를 가열하는 중에 키 패드(33)으로 조작으로 희망 온도가 입력되고 이어서 냉온수기의 동작모드가 희망 가열모드로 설정되면, 마이크로 프로세서(43)는 설정된 데이터를 RAM(7)에 저장한 후 온수용 온도센서(41)에 의해 온수통(5)의 온도를 감지하고 이를 기초로 메인 히터(29)와 보조 히터(31)를 구동시켜 온수통(5)의 온도를 희망 온도로 조절한다.

상술한 바와같은 동작을 도 6에 의해서 보다 상세히 설명하면, 먼저 키 패드(33)에 형성된 전원키의 조작으로 냉온수기의 동작전원을 공급(S1)되면, 마이크로 프로세서(43)는 물감지센서(35)에서 인가되는 감지신호에 의해 냉온수기에 물이 공급되고 있는가를 판단(S2)하게 된다.

그 결과 냉온수기에 물이 없으면 대기상태를 유지하면서 표시부(37)를 동작시켜 냉온수기에 물이 공급되지 않고 있음(S3)을 알리게 된다. 또한, 미도시된 물통으로부터 물이 공급되고 있으면 키패드(33)의 조작으로 입력되는 희망 온도에 대한 데이터를 RAM(7)에 저장하여 희망 온도를 설정(S4)하고, 이어서 압축기(1)를 포함하는 냉각 시스템을 작동(S6)시켜 냉수통(5)에 보관중인 물을 냉각(S5)하는 한편, 온수통(27)의 바닥면에 설치되어 있는 메인 히터(29)를 작동(S15)시켜 온수통(27)에 충진되어 있는 물을 가열하면서 온수용 온도센서(41)에 의해 감지되는 감지신호에 의해 온수통(27)내의 온도를 검출(S16)하게 된다.

그리고 온수통(27)의 내의 온도가 정상온도(85℃ 내지 95℃를 말한다)보다 낮은가를 확인(S17)하고 그 결과 온수통(27)의 온도가 정상온도보다 낮으면 메인 히터(29)를 지속적으로 구동시켜 온수통(27)내의 물을 가열하지만, 높으면 메인 히터(29)를 일정시간 동안 정지(S18)시킨 후에 동작시켜 온수통(27)내의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지한다. 즉, 온수통(27)의 내의 온도가 정상온도보다 높게 가열되는 것을 방지하기 위해서 온수통(27)내의 온도변화에 따라 메인 히터(29)의 동작전원을 공급/차단하는 동작을 반복한다.

이렇게 메인 히터(29)에 공급되는 전원을 공급/차단하여 온수통(27)내의 온도를 정상온도로 조절하는 중에 냉온수기의 동작모드가 희망 가열모드(S6)로 설정되면, 마이크로 프로세서(43)는 온수통(27)내에 설치되어 있는 온수용 온도센서(41)에 의해 검출되는 감지신호를 기초로 온수통(27)에 충진되어 있는 물의 온도를 감지(S7)한다. 이어서 온수통(27)내의 온도와 희망 온도와의 차이값을 연산(S8)하여 이들간의 차이값을 구하고, 이 차이값이 일정값(임의로 설정) 이상인가를 판정(S9)하게 된다. 그 결과 온수통(27)내의 온도와 희망 온도와의 차이값이 일정값보다 크면 메인 히터(29)와 보조 히터(31)를 동시에 동작(S10)시켜 이들 히터(29)(31)에서 발생되는 열량을 증대시켜 온수통(27)에 담수된 물을 빠른 시간 내에 가열하면서 온수통(27)내의 온도를 다시 검출(S7)한다.

그러나, 메인 히터(29)의 동작이나 혹은 메인 히터(29)와 보조 히터(31)의 작동으로 온수통(27)내의 온도와 희망 온도와의 차이값이 일정값 이하인 것으로 판정되면, 메인 히터(29)만을 계속적으로 구동(S11)시켜 온수통(27)에 충진되어 있는 물을 가열하면서 온수통(27)내의 온도를 다시 검출(S12)한다.

그리고 온수통(5)의 온도와 희망 온도를 대비하여 같은가를 판정(S13)한다. 그 결과 온수통(27)내의 온도가 희망 온도와 같거나 높은 경우에는 메인 히터(29)의 동작을 일시정지시킨후에 다시 동작시키는 한편, 표시부(37)를 작동시켜 온수통(27)으로부터 배출되는 물의 온도가 희망 온도까지 가열되었음을 표시(S14)한다. 그러나 온수통(27)내의 온도가 희망 온도보다 낮으면 메인 히터(29)를 계속적으로 온수통(27)내에 충진되어 있는 물을 가열한다.

바람직하게는 희망 가열모드를 수행하는 시간을 임의로 설정할 수 있도록 함으로써, 온수통(5)에 충진되어 있는 물을 장시간에 거쳐 고열로 가열하여 냉온수기의 몸체나 기타 냉온수기의 동작을 제어하는 각종 소자들이 오동작하는 것을 방지할 수 있으며, 고열의 온수를 공급받을 수 있는 시간을 임의로 조절할 수 있다.

이에따라 냉온수기로 부터 공급되는 온수의 온도를 정상온도가 아닌 다른 온도로 임의로 조절할 수 있으며, 또한 고온의 온수를 공급받고자 하는 경우 온수를 원하는 고온까지 가열하는 시간을 단축할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 냉온수기로부터 공급받고자 하는 온수의 희망 온도를 설정한 후에 온수통 내의 온도와 희망 온도와의 차이값에 따라 메인 히터와 보조 히터를 동시에 혹은 선택적으로 구동시켜 온수통 내에 충진되어 있는 물을 가열함으로써, 짧은 시간내에 온수통에 충진되어 있는 물을 희망 온도로 가열할 수 있으며, 또한 냉온수기로부터 특정온도를 갖는 물을 공급받을 수 있는 것이다.

즉, 본 발명은 정상온도가 아닌 사용자가 원하는 특정온도로 온수통의 물을 가열하여 공급받을 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 냉수통(5)의 온도에 따라 냉각 시스템을 선택적으로 작동시켜 냉수통(5)에 담겨진 물의 온도를 조절하는 한편, 온수통(27)의 온도에 따라 메인 히터(29)를 선택적으로 동작시켜 온수통(27)에 담겨진 물의 온도를 조절함에 있어서,

   희망 온도를 설정하는 제 1단계와;

   냉각 혹은 가열 동작을 수행하면서 희망 가열모드가 설정되는가를 확인하는 제 2단계;

   희망 가열모드시 온수통(27)의 온도를 검출하고 이를 희망 온도와 대비하여 차이값을 구하는 제 3단계;

   상기 제 3단계에서 구해진 온도 차이값이 일정값 이상인지를 확인하는 제 4단계;

   일정값 이상이면 메인 히터(29)와 보조 히터(31)를 가동시켜 온수통(27)의 물을 가열하고 일정값 이하이면 메인 히터(27)만을 구동시켜 물을 가열하면서 온수통(27)내의 온도를 검출하고 이것이 희망 온도와 같은가를 판단하는 제 5단계;

   상기 제 5단계의 결과 온수통(27)의 온도가 희망 온도보다 낮으면 메인 히터(27)를 계속적으로 동작시켜 물을 가열하고 온수통(27)의 온도가 희망 온도와 같으면 메인 히터(27)의 구동을 정지시키는 제 6단계를 수행하도록 함을 특징으로 하는 냉온수기 동작 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 희망 가열모드를 수행하는 시간을 임의로 설정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 냉온수기 동작 제어방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 온수통(27)의 온도가 희망 온도와 같으면 메인 히터(27)의 구동을 정지시킴과 동시에 표시부(37)를 구동시켜 이를 알릴 수 있도록 함을 특징으로 하는 냉온수기 동작 제어방법.