KR19990012046U - 냉장고 온수 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉장고 온수 공급장치에 관한 것으로, 냉장고의 응축기 열교환부의 폐열을 이용하여, 경제적으로 온수를 제공하는 동시에, 냉장고의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 냉장고 온수 공급장치를 제공할 목적으로, 유입된 물을 일시 저장하면서 응축기 열교환부로부터 수열한 열로 저장된 물을 예열하는 예열 용수통; 상기 예열 용수통으로 물을 유입하기 위한 도입관; 상기 도입관에 설치되어 물의 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브; 상기 용수통에 연결되며 예열된 물이 유동하는 온수공급관; 상기 온수공급관에 구비되어 상기 예열된 물을 2차적으로 가열하는 가열수단; 및 상기 온수공급관의 말단에 설치되며 온/오프 스위치가 장착된 온수공급밸브를 포함한 것을 특징으로, 냉수공급장치가 구비된 기존의 냉장고에 적용되어, 사용자 측면에서 보다 향상된 편리성을 제공하는 동시에, 냉장고의 냉각성능의 향상에 따른 전력소모를 최소화하는 경제적 효과가 얻어진다.

Description

냉장고 온수 공급장치

본 고안은 냉장고 온수 공급장치에 관한 것으로, 냉장고 응축기 열교환부에서의 폐열을 이용하여 경제적으로 온수를 제공할 수 있는 냉장고 온수 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고에는 냉각된 물을 공급하는 냉수공급장치만이 구비되어 사용자에게 시원한 냉수를 제공한다. 종래의 냉장고 냉수공급장치를 도 1을 참조하여 간단하게 설명하면, 냉장고의 냉장실(1) 내부 소정위치에 구비되어 외부로부터 유입된 물을 일시 수용하는 용수통(2); 외부로부터 물을 공급하기 위해 솔레노이드 밸브(3a)를 통해 용수통에 연결된 도입관(3); 용수통에서 냉각된 냉각수를 공급하기 위해, 예를 들면, 냉장고 도어부에 설치된 냉수공급꼭지(4)를 포함하여 구성되며, 솔레노이드 제어에 의해 솔레노이드 밸브(3a)가 개방되면, 용수가 도입관(3)을 통해 용수통(2)에 일시 저장되면서 냉각되며, 소정온도 이하로 냉각된 다음 냉수공급꼭지(4)를 통해 사용자에게 냉수를 공급하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 냉장고에는 냉수를 공급하는 장치만이 구비되어 있고, 온수를 공급하기 위한 장치가 구비되어 있지 않으므로, 사용자는 예를 들면, 냉온수기를 별도로 구입해야 하는 경우가 있었으며, 이는 사용자의 경제적 부담을 가중시키는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 냉장고의 응축기 열교환부의 폐열을 이용하므로써, 냉장고의 냉각효율을 향상시키는 동시에 경제적으로 온수를 제공할 수 있는 냉장고 온수 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 유입된 물을 일시 저장하면서 응축기 열교환부로부터 수열한 열로 저장된 물을 예열하는 예열 용수통; 외부로부터 물을 상기 예열 용수통으로 유입하기 위한 도입관; 상기 도입관의 관로 상에 설치되어 제어신호에 따라 물의 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브; 상기 용수통에 연결되며 예열된 물이 유동하는 온수공급관; 상기 온수공급관과 연결되며 예열된 물을 2차적으로 다시 가열하는 가열수단; 및 상기 온수공급관의 말단에 설치되며 온/오프 스위치가 장착된 온수공급밸브을 포함하여 이루어진 냉장고 온수 공급장치를 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉장고 냉수공급장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략도,

도 2는 본 고안에 따른 냉장고 온수공급장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략도,

도 3은 도 2에서 2차 가열수단을 나타낸 부분 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 냉장실 2, 21: 용수통

3: 도입관 3a: 솔레노이드 밸브

4: 냉수공급꼭지 22: 응축기 열교환부

23: 온수공급관 24: 가열흡수관

25: 온수공급밸브 31: 온도감지수단

32: 열흡수관 33: 전열선

이하, 본 고안에 따른 냉장고 온수 공급장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 냉장고 온수 공급장치의 일실시예 구성을 나타낸 개락도이며, 도 3은 도 2에서 2차 가열수단을 나타낸 부분 확대도이다.

본 고안에 따른 냉장고 온수 공급장치는, 상기한 종래의 냉장고의 구성에 더하여 냉수공급장치와 함께 설치될 수 있지만, 설명의 편의를 위하여, 도 2 및 도 3에는 온수공급장치만이 도시되며, 이하 설명에서도 온수공급장치에만 한정하여 주로 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 온수 공급장치는 내부에 공급된 물을 일시 저장하면서 응축기 열교환부(22)로부터 수열한 열로 내부에 수용된 물을 예열하는 예열 용수통(21); 수돗물을 상기 예열 용수통(21)으로 유입하기 위한 도입관(3); 상기 도입관(3)이 설치되어 제어신호에 따라 용수통(21)으로의 수도물 유입량을 조절하는 솔레노이드 밸브(3a); 상기 용수통(21)에 연결되며 예열된 온수가 유동하는 온수공급관(23); 온수공급관(23)의 관로 상에 구비되어 내부에서 유동하는 온수를 2차적으로 다시 한층 더 가열하는 가열수단(24); 온/오프 스위치가 장착된 온수공급밸브(25); 및 후술되는 온도감지수단(31) 및 온수공급밸브(25)에 내장된 스위치로부터 전송된 신호를 기초로 하여 가열수단(24) 및 솔레노이드 밸브(3a)를 제어하는 제어부(도시되지 않음)를 포함하여 구성된다.

상기 예열 용수통(21)은, 본 고안의 특징으로서 유입된 수도물을 수용하는 동시에 냉장고의 폐열을 이용하여 수용된 물을 예열하는 역할을 하게 된다. 다시 말하면, 응축기 열교환부(22) 주위(본 실시예에서는 열교환부의 상부)에 설치되어 그로부터 발산하는 열을 받아 들여 내부에 수용된 물을 1차적으로 예열하게 된다. 상기 용수통(21)은, 열교환부로부터 발산되는 폐열을 최대한으로 흡열하여 내부에 수용된 물을 예열하기 위하여, 열전도성이 우수한 재질로 제작되며, 용수통(21)의 형태도 상기 목적에 적합하도록 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들면, 알루미늄 판재와 같은 열전도성이 우수한 재료로 제작된 수열핀(도시되지 않음)을 용수통(21)의 외면에 장착한다, 이렇게 함으로써, 열교환부(22)에서 발산하는 열과의 접촉면적이 증대되어 더 많은 열량이 용수통으로 전달되어 그 내부에 수용된 물의 예열시간이 단축되며, 동시에, 응축기에서 냉매를 응축시키기 위한 방열량이 증가하게 되므로 응축에 필요한 시간이 단축하게 되어, 결과적으로는 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 예열 용수통(21)은 다수의 연통구멍(21b)이 형성된 판재로서 용수통 내부공간을 2개의 격실로 구획하는 격리판(21a)을 가지며, 두 개의 격실 중 하나의 격실에는 도입관(3)이 연결되고 다른 하나의 격실에는 온수 공급관(23)이 연결된다. 이는, 하나의 격실에는 이미 예열된 물이 수용되며, 다른 격실에는 새로 유입된 물이 수용되도록 함으로써, 충분히 예열된 물이 온수 공급관(23)을 통해 방출되기 전에 새로 유입된 차가운 물과 섞여서 온도가 급격히 하강되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 용수통(21)을 구성하므로써, 도입관(3)을 통해 하나의 격실로 유입된 차가운 물은 예열되면서 격리판(21a)에 형성된 다수의 연통구멍(21b)을 통해 서서히 다른 격실로 이동하게 되므로, 다른 격실에 수용되어 이미 예열된 물의 온도강하 속도는 완만하게 되며, 결과적으로, 가열수단(24)의 부하가 경감될 수 있다. 여기서, 도입관(3) 및 온수 공급관(23)은 격리판(21a)으로부터 될수록 멀리 위치하도록 용수통(21)에 연결하는 것이 바람직하다. 이는 도입관(3)을 통해 유입된 물이 충분히 예열될 수 있는 시간을 제공하며, 또는 온수 공급관(23)을 통해 충분히 예열된 후, 예열 용수통(21)으로부터 물이 방출되도록 하기 위함이다. 또한, 예열 용수통(21)의 하부에는, 묵은 물을 주기적으로 배수시켜 내부를 청소하기 위하여, 드레인 수단(도시되지 않음)을 제공하는 것이 바람직하다.

예열 용수통(21)으로의 물의 유입은 수도관 또는 정수기로부터 인출된 관에 연결된 도입관(3)을 통해서 실현되며, 유입되는 물의 유동은 상기 도입관(3)의 관로 상에 설치된 솔레노이드 밸브(3a)에 의해 제어된다. 따라서, 물의 보충이 필요하다고 판단되면 제어부는 솔레노이드 밸브(3a)로 제어신호를 전송하여 밸브를 개방하므로써 수도물이 용수통(21) 내로 유입되도록 한다.

상기 가열수단(24)은 예열 용수통(21)과 온수공급밸브(25)를 연결하는 온수공급관(23)의 관로 상에 구비되어 내부에서 유동하는 예열된 온수를 다시 2차 가열하여 사용자가 사용하기에 적합한 온도로 상승시킨다. 상기 가열수단(24)은 열전도성이 우수한 금속관으로서 온수공급관(23)의 관로 상에 구비된 열흡수관(32); 상기 열흡수관(32)에 열을 공급하기 위해 열흡수관(32)의 외주에 소정의 권선 방식으로 감겨진 전열선(33); 상기 열흡수관(32)의 상류측 온수공급관의 관로 상에 구비되어 그 내부의 온수 온도를 검출하는 온도감지수단(31); 및 상기 전열선(33)에 전력을 공급하기 위한 전원(34)으로 구성된다. 따라서, 전원(34)에 의해 공급된 전력으로 전열선(33)이 발열하게 되면, 전열선(33)과 접촉하고 있는 열흡수관(32)으로 열이 전달되고, 다음, 열흡수관(32)이 수열한 열은 그 내부에서 유동하는 예열된 온수를 2차적으로 한층 더 가열하게 된다.

여기서, 상기 열흡수관(32)의 형상은, 도시된 바와 같이, 대체로 U-형상으로 만곡되는 것이 바람직하다. 이는, 고온의 물이 상승하고 저온의 물을 하강하는 대류의 원리를 이용한 것으로 가열된 온수가 열흡수관(32) 주위의 온수공급관(23)으로 신속하게 확산되도록 하기 위함이다. 따라서, 온수공급밸브(25)가 폐쇄되어 온수공급관(23) 내부에서 유동하는 물이 정체되었을 때, 가열수단(24)이 작동되어 열흡수관(32) 내부의 온수를 2차 가열하게 되면, 가열된 온수는 온수공급관(23) 내에서 상측으로 상승하게 되어 보다 넓은 영역의 온수가 신속하게 가열될 수 있게 된다.

또한, 전열선(33)에서 열흡수관으로의 열전달을 향상시키기 위하여, 열전도성이 우수한 금속편으로 수열핀(도시되지 않음)을 제작하여 열흡수관(32) 외주에 설치하고, 상기 열흡수관(32) 외주 및 수열핀 주위를 소정의 권선 방식으로 전열선(33)을 감는 것이 바람직하다. 따라서, 전열선(33)에서 발열하는 열과의 접촉면적이 증대되므로 보다 많은 열량이 열흡수관(32) 내의 온수로 전달될 수 있다. 또한, 상기 열흡수관(32) 및 수열핀의 외주에는, 전열선(33)으로부터 열흡수관(32) 내부에서 유동하는 온수를 전기적으로 절연하기 위하여, 열전도성이 우수하지만 전기적으로 절연성을 갖는 물질로 코팅하는 것이 바람직하다.

따라서, 내부에서 유동하는 온수의 온도는 가열수단의 상류측에 구비된 온도감지수단(31)에 의해 계속적으로 검출되어 제어부로 전송되며, 검출된 온수의 온도가 기설정된 온도보다 낮다고 판단되면, 제어부는 제어신호를 가열수단(24)으로 전송하여 그를 작동시켜 열흡수관(32) 내부의 온수를 2차적으로 가열하게 되며, 온수의 온도가 기설정온도에 도달하면, 제어부에 의해 가열수단(24)의 작동이 중지된다. 또한, 후술되는 바와 같이, 온수공급밸브(25)의 개방에 의해 스위치가 온(ON) 상태가 될 경우에도 제어부의 제어신호에 의해 가열수단(24)이 작동하게 되며, 반대로 온수공급밸브(25)가 폐쇄되어 스위치가 오프(OFF) 상태일 때는 가열수단(24)으로의 전원공급이 차단되게 된다.

상기 온수공급밸브(25)는 온수공급관(23) 말단에 구비된 스위치가 내장된 밸브로서, 상기한 바와 같이, 사용자가 밸브(25)를 개방하게 되면 스위치가 온(ON)되어 제어부로 하여금 가열수단(24)에 작동개시 신호를 전송하도록 하며, 밸브(25)가 폐쇄되면, 스위치가 오프(OFF)되어 제어부로 하여금 가열수단(24)의 작동을 중지시킨다. 또한, 온도감지수단(31)의 검출신호를 기초로 하여 제어부가 기설정온도가 온수의 온도보다 높다고 판단하면, 온수공급밸브(25)의 개폐와는 상관없이, 제어부는 스위치를 온(ON)시켜 가열수단(24)에 전원을 공급하게 하며, 온수의 온도가 기설정온도에 도달했다고 판단되면, 스위치를 오프(OFF) 시킨다.

이하, 상기한 구성의 설명을 종합하여 본 고안에 따른 냉장고 온수공급장치의 작용을 설명한다.

먼저, 온수공급계통(즉, 용수통(21) 및 온수공급관(23))에 물이 채워진 초기상태를 가정하면, 도입관(3)을 통해 용수통 내에 유입되는 약 10℃∼25℃의 수도물은 용수통(21) 내에 수용되어 있는 동안에 응축기 열교환부(22)와 열교환으로 예열되어 그 온도가 약 35℃∼45℃의 온수가 된다. 이어서, 온수공급 대기상태의 경우, 상기한 예열된 온수는 기설정된 온도보다 낮으므로 온도감지수단(31)의 검출신호를 기초로 하여 제어부가 가열수단(24)에 제어신호를 보내어 작동시키게 되고, 가열수단(24)은 그의 열흡수관(32) 내에 정체되어 있는 온수를 2차적으로 가열하며, 열흡수관(32) 내의 온수를 약 80℃∼90℃의 온도가 되게 한다. 상기한 2차적으로 가열된 온수가 기설정된 온도에 도달하거나 그 이상의 온도(100℃ 이상)로 상승하면, 온도감지수단(31)의 검출신호를 기초하여 제어부는 과열 상태라고 판단하게 되어 가열수단(24)으로의 전원공급을 차단하게 된다. 따라서, 온수공급 대기상태에서의 온수공급관 내의 온수는 비교적 높은 온도(약 80℃∼90℃)에서 일장하게 유지하게 된다.

이어서, 사용자가 온수공급밸브(25)를 개방하여 스위치가 온(ON) 상태가 되면, 제어부는 도입관(3)의 관로 상에 설치된 솔레노이드 밸브(3a)에 제어신호를 보내어 밸브가 개방되도록 하며, 동시에, 가열수단(24)에 전력을 공급하도록 한다. 따라서, 용수통에 수용된 예열된 물은 솔레노이드 밸브(3a)의 개방으로 유입되는 물의 압력에 의해 온수공급관(23)으로 유동하게 되며, 1차적으로 예열된 온수는 가열수단(24)의 열흡수관(32)을 통과하면서 2차적으로 급속하게 가열되면서 유동하게 되며, 온수공급밸브(25)를 통해 배출된다. 반면에, 온수공급밸브(25)가 폐쇄되면, 스위치가 오프(OFF)되어 제어부는 가열수단(24)으로의 전원공급을 차단하고 솔레노이드 밸브(3a)에 제어신호를 보내어 차단하게 한다.

여기서, 가열수단(24)에 공급되는 전력은 상기한 온수공급 대기 상태일 때와 온수공급 상태일 때를 구분하여 공급될 수도 있다. 다시 말하면, 온수 공급대기 상태일 때는 열흡수관(32) 내에서 온수를 원하는 온도까지 가열하기에 충분한 시간이 확보되므로 비교적 적은 전력량이 소정시간 동안 지속적으로 공급되도록 하며, 온수공급 시에는 열흡수관(24)을 통과하는 온수는 짧은 가열시간으로 원하는 온도까지 상승되어야 하므로, 상기한 온수공급 대기상태의 경우보다 더 많은 전력을 공급하여 급속 가열하는 것이 바람직하다.

따라서, 냉장고에 냉수공급장치와 함께 상기한 온수공급장치를 부과하여 온수 겸용 냉장고를 제공하므로써, 예를 들면, 냉온수 정수기 등과 같은 온수를 공급하기 위한 장치를 별도로 구입하여야 하는 소비자의 경제적 부담을 경감시킬 수 있으며, 상기한 온수 공급장치의 구성은 응축기의 폐열을 이용하므로 매우 경제적이며, 동시에, 용수통 내에 수용된 차가운 물이 응축기 열교환부로부터 한층 더 많은 열량을 흡수하게 되므로 응축기에서의 응축성능이 양호하게 되어 냉장고 전체의 냉각효율이 향상되게 되며, 나아가서는 냉장고의 소비전력을 감소시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 구성을 갖는 본 고안에 따르면, 기존의 냉장고의 구성에 더하여 온수를 공급할 수 있는 수단을 제공하므로써, 사용자 측면에서 보다 향상된 편리성을 제공하는 동시에, 냉장고의 냉각성능의 향상에 따른 전력소모를 최소화하는 경제적 효과가 얻어진다.

Claims (11)

1. 유입된 물을 일시 저장하면서 응축기 열교환부로부터 수열한 열로 저장된 물을 예열하는 예열 용수통;

   외부로부터 물을 상기 예열 용수통으로 유입하기 위한 도입관;

   상기 도입관의 관로 상에 설치되어 제어신호에 따라 물의 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브;

   상기 용수통에 연결되며 예열된 물이 유동하는 온수공급관;

   상기 온수공급관의 관로 상에 구비되어 상기 예열된 물을 2차적으로 다시 가열하는 가열수단; 및

   상기 온수공급관의 말단에 설치되며 온/오프 스위치가 장착된 온수공급밸브

   를 포함하여 이루어진 냉장고 온수 공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 예열 용수통은 열전도성이 우수한 금속관으로 제작된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 예열 용수통은, 응축기 열교환부로부터 방출된 폐열과의 접촉면적을 증가시키기 위하여, 열전도성이 우수한 금속편으로 형성된 다수의 수열핀이 그 외주면에 일제로 부착된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 예열 용수통은, 다수의 연통구멍이 형성된 격리판에 의해 두 개의 분리된 공간으로 구획되며, 하나의 공간에는 상기 도입관이 연결되며, 다른 하나의 공간에는 온수공급관이 연결된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 도입관 및 상기 온수공급관은 상기 격리판으로부터 가장 먼 위치에서 상기 예열 용수통에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 가열수단은 상기 온수공급관의 관로 상에 구비된 열흡수관; 상기 열흡수관에 열을 공급하기 위하여 열흡수관의 외주에 소정의 권선 방식으로 감겨진 전열선; 상기 열흡수관의 상류측에 구비되어 그 내부의 온수 온도를 검출하는 온도감지수단; 및 상기 전열선에 전력을 공급하기 위한 전원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 열흡수관은 열전도성이 우수한 금속으로 이루어진 관상부재로 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 열흡수관은 대체로 U자 형상을 이루도록 만곡된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 열흡수관에는, 열전도성이 우수한 금속편으로 형성된 다수의 수열핀이 그 외주에 부착되며, 상기 수열핀과 상기 열흡수관의 외주에 소정의 권선 방식으로 상기 전열선이 감겨진 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 열흡수관 및 상기 수열핀의 외주에는 전기 절연성 및 열 전도성이 우수한 물질이 도포되어 전열선으로부터 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 열흡수관과 상기 전열선, 및 상기 수열핀과 상기 전열핀 사이에는 전기 절연성 및 열전도성이 우수한 재질의 부재가 개입되어 전열선으로부터 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 냉장고 온수 공급장치.