KR20010112184A - 냉매회로를 이용한 물의 냉수 온수 및 고온수 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물의 냉각 가열 및 냉각 가열된 물의 저장보관에 관한 것으로 이는 물의 냉각과 가열을 위하여 압축식 냉매회로의 열 이동중 증발기의 흡열로 냉각하고 응축기의 발열로 가열한다.

이때 일체형의 냉온수저장장치의 상부에는 압축식 냉매회로의 발열부인 응축코일을 하부에는 흡열부인 증발코일을 설치하여 압축식 냉매회로를 가동하여 냉온수저장장치에 충진된 음용수를 가열 및 냉각을 동시에 실시할 때, 상부의 가열된 온수는 비중이 낮아져 상승하고 하부의 냉각된 냉수는 비중이 높아져 하강하게 되므로 같은 용기 내에서 상부의 온수와 하부의 냉수는 경계층을 형성하고 물의 특성인 온도차에 의한 대류현상이 정지되고, 이 경계면에는 전도에 의한 열의 이동만 있다. 이 경계면에 열전도가 적은 열차단 절연판을 설치하므로 상부의 온수조와 하부의 냉수로간 열의 이동을 차단하여 열의 유실이 없는 아주 간단한 냉수와 온수를 동시에 얻어 저장 보관할 수 있는 장치와 방법을 얻고 이때 예열된 온수를 필요한 순간 가열하여 고온수를 배출하므로 사용자에게 항상 냉수, 온수, 고온수를 공급하기 위한 수단과 그 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 그 적용 범위를 물에만 국한 하지 않고 이와 유사한 조건의 액체에 모두 적용 할 수 있는 방법이다

Description

냉매회로를 이용한 물의 냉수 온수 및 고온수 공급장치{THE DEVICE OFWATER SUPPLY (COOL. WORM ＆ COLD STATE) BY THE REFIGERATION CYCLE}

본 발명은 음용수의 냉각과 가열 및 냉각된 냉수와 가열된 온수를 저장 보관하고 고온수가 필요한 순간 고온 가열하는 방법 및 장치에 관한 것으로 도1의 그림과 같이 중간에 열전도도가 낮은 열차단 절연판(22)을 설치하고 상부에는 가열과 동시에 가열된 온수를 저장하는 온수저장조(21)와 하부에는 냉각과 동시에 냉각수를 저장하는 냉수저장조(23)가 조립된 일체형 냉온수저장장치(20)로 구성되고 온수저장조 상부에는 압축식 냉매 회로의 응축코일을 냉수저장조 하부에는 증발코일을 각각 설치하고 압축식 냉매회로를 가동하여 일체형 냉온수저장장치(20)에 충진 된물중 하부의 냉수저장조(23)에 충진된 물에서 압축식 냉매회로(30)의 증발 코일(35)을 이용 냉매의 증발열로 물에 있는 열을 흡수하여 냉각시키고 이때 흡수된 열로 증발된 저압 과열 냉매 증기를 압축기(31)가 압축하여 고온의 고압 과열 증기로 생성하고 이 고온의 고압 과열 냉매 증기는 상부의 온수 저장조(21)에 충진된 물에 설치된 응축코일(21)을 이용 응축열로 충진된 물을 가열하여 과열증기 냉매는 냉각되므로 응축된다.

계속하여 압축기가 가동하여 일체형 냉온수저장장치의 상부 온수저장조에는 온수로 채워지고 하부 냉수저장조에는 냉수로 채워진다. 이때 가열된 온수는 비중이 낮아 상승하고 냉각된 냉수는 비중이 높아 하강하므로 온수저장조와 냉수저장조 내부에는 각각 냉수층과 온수층의 경계면을 형성하고 내부저장된 물의 대류작용이 정지되므로 상부의 온수의 열이 하부의 냉수로 대류에 의한 열의 이동은 정지된 상태를 유지한다.

또한 상부의 온수저장조의 표면온도와 하부 냉수저장조의 표면온도 차에 의한 열의 이동을 중간에 설치된 열차단 절연판(22)이 차단하므로 용기내의 상부온수의 열이 하부냉수로 이동되어 유실되는 열을 최소화 한다.

응축코일(32)에 유입되는 냉매는 고온고압의 과열증기(80℃정도)이므로 온수저장조(21) 최상부 표면의 온수 온도는 55℃이상이다 이고온의 표면수로 외기에 있는 세균이 침입 번식 할 수없게 표면수의 온도를 항상 유지 할 수 있게 하기위하여 온수배출관(12)의 입구를 아래로 행하게 하여 고온의 표면수가 유출되지 않게한다.

이상에서 생성된 냉각수는 그대로 냉수공급관을 통하여 배출 사용하고 온수는 냉매회로의 응축열로 가열하므로 냉매자체의 응축열이 약55℃ 정도이므로 물은 50℃ 정도 예열된다. 이 예열된 온수를 필요시 순간 가열하여 80℃이상의 고온수로 배출 사용한다.

상기에 논한 발명의 목적은 사람에게 항상 냉수 온수 및 고온수를 편리하게 공급할 뿐만 아니라 세균의 번식이 없고 청결한 물을 공급 한다.

종래에는 음용수의 냉각을 위하여는 별도의 냉수조를 설치하고 냉수조 하부에 압축식 냉매회로의 증발코일을 설치하여 냉수조에 저장된 음용수의 열을 흡수하여 냉매가 증발하므로 냉각되고 이 증발된 저압의 과열증기는 압축기가 압축하여 고온의 고압 과열 증기상태로 공냉식 응축기에서 응축열을 대기로 방출하여 냉매를 응축한다. 이때 응축기에서 대기중으로 방출되는 열은 양질의 에너지이다. 이 양질의 에너지를 활용하지 않고 버리는 결과를 초래할 뿐만 아니라 지구의 온난화 지수(G.W.P)를 증가시키는 결과를 초래한다.

가열의 경우는 냉수조에 유입된 공급수의 일부를 온수조 하부에 별도 설치된 온수조에 관으로 연결하여 유입시키고 이온수조에 별도의 전열기를 설치 전력을 공급하여 일정온도로 가열 저장한다.

이때 온수저장조에 유입된 공급수는 상온으로 이를 80℃이상의 고온으로 가열할 때 많은 양의 전력을 소모할 뿐만 아니라 80℃이상의 고온수를 항상 보관하므로 이 고온수로부터 대기로 유실되는 열로 에너지의 낭비를 초래할 뿐만 아니라 고온수를 항상 보관하므로 화상 등을 입을 위험이 있다.

상기 고온수의 저장용량은 일정하고, 온도도 일정하게 유지하고 있다. 이때사용자가 고온수를 배출할 때 배출되는 순간부터 온수저장조에는 상온의 공급수가 유입되므로 온수저장조의 온수온도는 온수를 배출함에 따라 계속 낮아진다. 이를 반복하여 계속 배출할 경우 음용수를 이용하는 사람은 배출수의 온도를 정확히 알수가 없고 온수저장조에서 유입되는 물은 냉수저장조저장수중 냉각되지 않는 상태의 윗부분 상온수 이므로 상온수에 번식된 세균이 온수조에 유입되어 살균되지 않는 상태로 음용수를 마실 위험성이 있다.

그리고 온수 저장조에 저장된 일정량 이상의 온수가 필요 할 때는 상당시간동안 기다려야 온수를 사용 할 수 있는 번거로움이 있다.

또한 냉수조의 구조는 상부가 개방되어 있고 하부에 증발코일을 설치하여 냉각하므로 냉각된 냉수는 하부로 갈아 앉아 하부에만 고여 있고 상부에는 상온의 공급수가 항상 대기와 접하여 있으므로 상부의 상온에 가까운 물에 대기중에 포함된 세균이 유입 번식할 위험이 있다. 이로서 냉수저장조의 물을 장시간 저장할 경우 세균의 번식으로 인한 변질의 우려가 있으므로 자주 청소를 하여야 하는 번거로움과 청소시 저장된 물을 버리는 낭비를 초래한다.

냉수조와 온수조를 별도로 제작하고 공급수 배관과 배출수의 배관이 복잡하여 제작비가 많이 소모되며, 보온하여야 할 공간이 많고 또한 대기와 접하는 부분이 넓어 열의 유실이 많다. 뿐만 아니라 구성품의 수가 많아 조립을 위한 많은 공간이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안 이를 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로 종전에는 냉각수단으로만 사용하던 압축식 냉매회로의 응축열을 이용하여 온수를 예열하고 이 예열된 온수를 필요한 순간 가열하므로 고온으로 저장시 대기중으로 유실 낭비되는 열을 최소화 할 수 있는 온수 순간 가열장치를 제공한다.

물의 온도에 따라 비중이 변하는 원리를 이용하여 냉수와 온수를 일체형의 한 용기에 동시에 저장하게 하므로 용기제작에 필요한 재료의 절감은 물론 제작공정을 축소하므로 제작비가 절감되는 효과와 냉수조와 온수조에 각각 배관되는 공급수관을 하나로 할 수 있고, 냉수와 온수를 저장하는 용기의 표면이 대기와 접하는 면적을 최소화하여 방열 면적을 줄이고 제작에 필요한 비용을 최소화하는 장치를 제공한다.

또한 저장하는 냉수와 온수가 일체형의 냉-온수저장용기에 최 하부에는 냉수를 중간부에는 상온수를 최상부에는 가열수를 저장하므로 외기와 접하는 저장수는 최상부의 가열수만 접하고 이때 최상부 가열수는 약 55℃이상의 고 온수 이므로 대기 중에 있는 세균이 번식이 불가능하여 장시간 사용하여도 청소가 필요없는 편리한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 이용자가 필요한 냉수와 온수 및 고온수를 일정온도를 유지하여 배출함은 물론 필요한 양을 언제나 공급 받을 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 냉각 및 순간가열장치 구성의 개략도

도2는 본 발명에 따른 장치를 제어하는 전기 전자 제어장치의 부록도

*도면의 중요 부분에 대한 부호 설명*

10. 물공급배관

11. 공급수 유입관 12. 온수 배출관

13. 온수배출밸브 14. 냉수 배출관

15. 냉수 배출밸브 16. 온수배출 소레노이드밸브

20. 일체형 냉온수조

21. 온수저장조 22. 열차단 절연판

23. 냉수저장조 24.열차단판

25. 드레인밸브 26. 에어벤트용 밸브

27. 물통로관

30. 압축식 냉매회로

31. 냉매압축기 32. 응축코일

33. 보조응축기 34. 모세관 35. 증발코일

40. 순간가열기

50. 전기 전자 제어장치

51. 온수배출감지스위치 52. 냉수배출감지스위치

53. 온수 온도 센샤 54. 냉수 온도 센샤

55. 고 온수 온도 센샤 56. 압축기구동 용 전동기

57. 보조응축기 냉각용 송풍기 58. 고 온수 배출 스위치

60. 표시기

61. 고 온수 배출표시 램프 62. 온수온도표시

63. 냉수온도표시 64. 온수배출 표시램프

65. 냉수배출표시램프 66. 냉수 과냉각 표시램프

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음용수냉각 및 순간가열장치에 대한 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

도1과 도2에 나타 낸 것과 같이 본 발명의 구성은 일체형 냉온수저장장치(20) 압축식 냉매회로(30), 순간온수가열기(40), 전기전자제어장치(50), 동작상태를 표시하는 표시기(60)와 공급수를 유입하고 배출수를 배출하게 하는 물 공급배관(10)으로 되어있다.

상기 일체형 냉온수저장장치(20)의 중간 부분에 열차단 절연판(22)를 두고 상부에는 온수저장조(21)와 하부에는 냉수저장조(23)이 조립된 일체형 냉온수저장장치로 구성되고, 온수저장조 상부에는 압축식 냉매회로 응축코일(32)이 설치되며, 냉수저장조(23) 하부에는 증발코일(35)이 설치되어 있다.

일체형 냉온수저장장치에 연결된 공급수 관을 통하여 공급수가 유입되면 냉수저장조 하부로부터 충진되기 시작하여 수위가 상승함에 따라 용기(20) 내부에 차있는 공기는 용기(20)의 상부에 위치한 에어벤트용 밸브를 통하여 유출되고 용기 내부는 공급수로 채워진다.

열차단 절연판(22)에는 양쪽에 두 개의 구멍이 있는데 이것을 물통로관(27)이라하고 냉수배출시 배출된 양의 물이 물통로관(27)을 통하여 이동하고 이동된 물은 열차단절연판(22)의 상부에 있는 상온수가 보충된다. 또한 에어벤트용밸브(26)은 공기와 같은 기체는 통하고 냉온수저장장치(20)에 있는 물은 외부로 유출되지 않는 일반 온수 순환 난방 배관의 공기배출 벤트와 같은 역할을 한다.

일체형 냉온수저장장치(20)에 물을 가득채운 상태에서 압축형 냉매회로(냉매를 압축하는 압축기(31) 응축코일(32), 보조응축기(33), 모세관(34), 증발코일(35)로 구성)의 압축기(31)을 가동하면 냉수저장조(23) 하부에 설치된 증발코일(35)에서 저장수로부터 열을 흡수하여 저장 수는 냉각되고 냉매는 증발하며, 온수저장조(21) 상부에 설치된 응축코일(32)에서는 고온 고압의 냉매깨스가 발열하여 저장수는 가열되고 냉매는 응축 한다

일체형 냉온수저장장치(20) 하부에는 저장수가 냉각하여 냉각된 물은 비중이 높아 하강하여 최하위로부터 냉각수층을 형성하고 냉각수와 냉각되지 않는 상온수와의 경계면이 형성된다 이 경계면이 냉매압축기가 계속 가동됨에 따라 냉각수층이 증가되므로 서서히 상승한다. 그리고 냉각수층과 상온수층의 경계면에는 물의 대류가 일어나지 않고 물자체의 전도에 의하여 온도차에 의한 열 전달이 일어난다. 물 자체의 열전도도는 금속보다는 훨씬 낮지만 시간이 지나면 냉수저장조(23)의 전체물이 냉각된다. 이를 막기위하여 냉수저장조(23)의 중간부위에 열차단판(24)를 설치하여 하부 증발코일(35) 주위의 물만 냉각되어 냉각수와 상온수의 경계면이 열차단판에 의하여 형성된다. 또한 일체형 냉온수 저장장치(20) 상부에는 상기하부 냉수조에 일어나는 현상과는 반대로 가열된 물은 비중이 낮아 상승하여 최상위로부터 가열수의 층을 이루고 가열수층과 미가열수층간의 경계면이 형성된다 압축기(31)가 계속 가동됨에 따라 가열 수 층이 증가하므로 경계면은 서서히 하강한다.

또한 온수저장조(21) 저장수 최상부의 표면수는 55℃정도의 고온으로 이부분이 고온수가 배출되지 않게 배출관(12)의 입구를 아래로 향하게 하고 이표면수의 고온수층은 일체형냉온수저장장치(20)에 저장된 물을 세균의 침입으로부터 보호하는 역할을 하여 이용자에게 청결한 물을 항상 제공 할 수 있다.

일체형 냉온수저장장치(20)에서 외부로 냉수와 온수의 배출이 없을때는냉수저장조(23) 내부의 냉수온도센샤(54)로 감지된 냉수온도가 4℃ 내외를 유지하기 위하여 압축기(31)가 가동 정지를 반복한다.

음용수를 이용하는 이용자가 냉수저장조(23)에서 냉수만 계속 배출할 경우 냉수저장조의 저장수 온도는 계속 상승하려하므로 냉매압축기(31)가 계속 가동되게 된다. 이때 배출되는 냉수에서 흡수된 열은 냉매회로(30)을 통하여 상부의 온수저장조로 전달되어 축적되므로 온수저장조(21)의 가열수층내의 온도는 계속 상승하며 가열수층과 상온수층의 경계면은 하강하여 결국에는 온수저장조(21)의 내부전체가 가열수로 채워질 것이다.

이때 응축코일(32)은 고온의 고압과열 증기상태의 냉매를 응축하지 못함으로 냉매압축기(31)의 토출압은 계속 상승하여 마침내 압축기가 정지하는 상태가 된다. 이를 해결하기 위하여 온수저장조(21)의 내부에 온수온도감지센샤(53)에서 온수의 온도를 감지하여 외부에있는 보조응축기(33)의 냉각송풍기(57)을 가동하므로 온수저장조(21)의 내부에 있는 응축코일(32)에서 응축되지 않는 냉매를 응축하므로 냉매압축기(31)의 토출압은 정상상태로 유지하여 가동되게 한다. 즉 온수온도센샤(53)이 감지한 온도가 약50℃를 유지하게 보조응축기 냉각송풍기(57)이 가동 정지를 반복하여 냉매압축기(31)의 토출압력을 일정하게 유지, 냉매압축기는 계속 가동되어 냉수저장조(23)의 음용수는 계속 냉각되어 배출된다.

음용수를 이용하는 이용자가 온수만을 계속 배출할 경우 냉수저장조(23)의 냉각수의 배출이 없으므로 냉수저장조(23)의 하부냉각수는 계속 냉각된 상태로 있게 된다.

상기 냉수와 온수의 배출이 없는 경우 와 같이 냉수온도 감지센샤(54)에서 감지된 온도에 따라 작동하게 하였을 경우 냉매압축기(31)가 가동되는 것은 열차단판 이하에 저장된 냉각수의 온도가 4℃내외에서 압축기(31)가 가동 정지를 반복할 수 있게 되어 있으므로, 냉수저장조(23)의 내부에 채워져있는 음용수에는 아직까지 많은 양의 열이 존재한다. 이 존재하는 열량을 계산하면 다음과 같다.

냉수저장조(23) 저장용적 : V(3ℓ)

냉수저장조(23) 저장수 평균온도 : T(4℃)

물의 응결(결빙) 잠열 : K( 약 80㎉/ℓ)

라 하면 존재하는 열량 Q=V(T+K)이고 이를 계산하면 3×(4+80)≒250㎉의 열량으로 15℃ 공급수를 45℃ 가열할 경우 5.5ℓ을 가열할 수 있는 열량이다. 만약 냉매압축기가 계속 가동하여 냉수 저장조 내에 있는 저장수의 열량 Q를 이동, 온수 저장조(21)의 저장수를 가열 배출할 경우 냉수저장조(23)에 저장된 저장 수는 모두 결빙하여 부피가 상승하므로 일체형 냉온저장 장치(20)가 파손되는 결과를 초래할 것이다. 그러나 상기의 열량 Q의 ⅓정도 회수하여 온수저장조(21)에 저장된 음용수를 가열할 경우 냉수저장조(23)내의 저장 수에는 결빙이 되지 않는다. 이때 냉수저장조(23)의 내부에 채워져 있는 저장수의 상태는 충분히 냉각되어, 냉수저장조(23)의 최하위는 물의 비중이 가장높은 4℃정도의 물로 채워지고 열을 흡수하는 증발코일(35)의 주위의 물은 냉각과 동시에 비중이 낮아지므로 상승하려 하고 열차단판(24) 주위의 물은 4℃정도 유지하므로 가장 비중이 높아 하강한다. 이로서 열차단판(24)이하와 증발코일(35) 상부의 공간의 음용수에는 온도가 낮은 물은 상승하고 온도가 높은 물은 하강하는 상온상태의 물의 대류와는 반대되는 대류작용이 일어난다. 열차단판(24)와 증발코일(35)의 사이의 물은 이상의 상기 반대되는 대류로 인하여 냉각 열원인 증발코일(35)의 표면에서부터 결빙이 시작되지 않고 열차단판(35) 주위의 물부터 결빙현상이 시작되게 된다.

냉수온도 감지센샤(54)를 열차단판(24) 주위에 두고 이 부분의 음용수의 결빙온도를 감지하여 압축기를 정지하게 하므로 냉수저장조(23)의 저장수를 결빙하지 않은 상태로 가장 많은 열을 회수하여 온수를 가열할 수 있다.

상기에 설명한 것을 종합하여 몰 때 냉수온도감지센샤(54)로 감지되어 압축기(31)가 가동되는 온도는 2가지 경우이다.

첫째 경우는 약 4℃내외이고 이때는 냉수와 온수의 배출이 없는 경우이고

둘째 경우는 0℃내외로 온수의 배출만 계속 행하여져 냉수저장조의 물에 남아있는 열의 일부를 더 회수하여 온수를 가열하여야 하는 경우다.

이 두경우를 감지하기 위하여 온수배출 감지스위치(51)가 설치되어 있다.

이용자가 온수를 배출하기 위하여 컵이나 그릇으로 온수배출밸브 레바를 밀면 온수배출 감지스위치(51)가 ON되고 이 ON신호는 전기전자제어기(50)에 전달된다. 이용자가 수회이상 반복하여 온수를 배출할 때 온수배출 감지스위치(51)는 그때마다 ON신호를 반복해서 전기전자제어장치(50)에 보내므로 전기전자제어장치(50)에서는 온수배출감지스위치(51)로부터 오는 신호의 시간적 길고 짧음과 신호와 신호사이의 시간적 간극과 그리고 신호의 횟수 등으로 냉수온도 감지센샤(54)에 감지된 냉수온도가 4℃를 유지하기 위하여 압축기(31)가 가동될 것인가 0℃를 유지하기위하여 압축기(31)가 가동 될 것인가를 판단 한다.

또한 전기전자제어장치(50)는 온수배출감지스위치(51)와 냉수배출감지스위치(52)의 작동신호의 시간적 장단과 신호발생과 신호발생사이의 시간적 간극 그리고 각 신호의 횟수 등을 기억하여 연산 하므로 냉온수저장장치(20)의 온수저장상태와 냉수저장 상태를 기억하고 이에 따른 제어를 할 수 있다.

상기에서 기술한 경우 중 온수만 계속 배출하여, 냉수온도 감지스위치(54)가 결빙 온도인 0℃ 내외에서 압축기(31)가 정지한 경우에는 냉수저장조(23)로부터 냉매회로(30)이 열을 회수할 수가 없으므로 이를 표시기(60)의 냉수 과냉각 표시램프(66)에 불이 들어와 이를 표시하고 또한 계속하여 온수가 배출 될 때는 온수저장조(21)에서 배출되는 온수의 온도는 점점 낮아진다. 이 낮아지는 온도를 온수온도감지센샤(53)가 감지하여 전기전자제어장치(50)에 보내면 전기전자제어장치(50)는 이를 판단하고 온수순간가열기(40)에 이 낮아진 온도만큼 보충할 수 있는 전력을 공급하기 위하여 온수순간가열기에 전기를 공급하는 무접점 스위치(SSR3)에 펄스신호를 발생한다.

이 펄스신호는 무접점 스위치를 개 폐 할 수 있는 신호로 일정한 직류전압이 펄스 상태로 출력된다.

온수배출의 경우에는 그 온도가 60℃정도와 80℃정도의 두가지로 60℃정도는 온수 80℃정도를 고온수라 하고 고온수를 배출 할 것인가 온수를 배출할 것인가를 결정하는 것은 전기전자제어장치(50)에 설치된 고온수배출 스위치(58)에 의하여 결정된다. 고온수배출스위치(58)은 단 안정 스위치로 한번 누르면 고온수를 배출하고 또 한번 누르면 온수를 배출하게 하는데 이때 고 온수 배출의 경우에는 표시기(60)에 설치된 고온수 배출 표시램프(61)에 불이 들어온다.

온수의 배출시 온수저장조(21)에서 배출되는 온도가 너무 낮아 현재의 온수순간가열기(40)의 가열 능력으로는 원하는 온도까지 가열할 수 없는 경우가 있다. 이때는 상기 기술한 바와 같이 전기전자제어장치(50)이 온수배출 감지스위치(51)과 냉수배출 감지스위치(52)의 작동신호를 기억하여 판단할 수가 있다. 이때를 위하여 온수공급소레노이드발브(16)가 설치되어 있다. 전기전자제어장치(50)가 순간온수가열기(40)에 전력을 공급하는 무접점 스위치(SSR3)에 계속 직류전압신호를 주어 순간가열기(46)가 가열할 수 있는 최고의 열로 가열을 하여도 배출온수의 온도가 원하는 온도에 도달할 수 없다는 것을 판단 할 때는 상기 온수 배출 소레노이드발브(16)가 열리지 않게하여 짧은 순간이나마 온수배출을 중단하고 온수가 완전히 원하는 온도로 가열 된 후에 온수 배출소레노이드발브(16)이 열리게 한다.

이 작동은 약3초간 주기로 반복 작동한다. 즉 온수저장조(21)로부터 순간가열기(40)으로 공급되는 온수가 40℃이고 원하는 배출 고온수의 온도를 80℃라 할 때 순간가열기(40)의 용량으로는 배출유량의 2/3정도만 가열할 수 있다고 가정 하면 상기 온수 배출 소레노이드밸브(16)는 1초간 정지하여 유출수가 가열된 후 2초간 배출 하는 작동을 반복한다. 그리고 배출되는 온수의 온도는 고온수 온도센샤(55)가 감지 배출되는 온수의 온도를 표시기(60)의 온수온도표시기(62)에표시한다.

상기에 설명한 내용을 간략하게 정리하면 다음과 같다

1) 냉수저장조와 온수저장조에 각각 저장된 저장수의 배출이 장시간 없을 경우에는 냉수저장조 내의 냉수 온도 감지 센샤(54)로 감지된 온도가 4℃정도 유지되게 압축기(31) 가동 정지를 반복한다.

2)냉수 배출이 많아서 온수저장조에 있는 저장 수 만으로 냉매회로의 응축열을 냉각시킬 수 없을 경우에는 온수저장조(21) 내부의 온수온도 감지 센샤(53)가 이를 감지하여 보조응축기용 냉각 송풍기(57)가 작동 하여 냉각 된다.

3)온수 배출이 많아서 냉매회로 응축열 만 으로 온수를 가열 하지 못 할 경우에는 순간 가열기(40)에 전력이 간흘 적으로 전력을 공급하여 가열하다. 이때 온수배출감지스위치(51) 냉수배출감지스위치(52) 온수온도감지센샤(53) 냉수온도감지센샤(54) 이 4가지 입력 신호로 전기전자제어장치(50)가 연산하여 순간가열기(40)에 공급되는 전기를 개 폐 하는 무접점 스위치(SSR3)에 펄스 신호발생 한다.

4) 고온수의 배출이 많아 냉매회로의 응축열과 순간가열기 가열 용량으로도 이를 가열하지 못하는 경우에는 온수 배출 소레노이드발브(16)이 개 폐를 간흘적으로 하여 이를 제어하는데 이 제어 신호는 온수배출감지스위치(51) 냉수배출감지스위치(52) 온수온도감지센샤(53) 냉수온도감지센샤(54) 및 고온수온도센샤(55) 입력신호를 받아 전기전자제어장치(50)이 연산 출력한다.

이상에서와 같이 본 발명의 방법으로 제작된 물 냉각 가열 및 냉각 가열된물을 저장 보관하여 필요시 순간가열 하는 장치를 종전의 냉온수기 냉온정수기 자판기등에 적응할 경우 다음과 같은 효과가 있다

1) 종전에는 상온수를 직접 전기 에너지로 가열 하여 80℃이상의 고온수를 얻고 이 고온수를 항상 일정량 저장하므로 가열에 필요한 전기에너지와 고온수를 저장하므로 인하여 방열되어 소모 하는 열량도 많다 이에 비하여 본 발명으로 제작된 장치로는 약 50%의 전력으로 같은 효과를 얻을 수있다

2) 종전에는 냉수 와 온수를 별도 용기에 저장하므로 두개의 용기를 제작하여야 하고 배관도 복잡하여 제작비용이 많은데 비하여 본발명으로 제작할 때 그제작비가 약 20% 절약 할 수 있다

3) 본장치는 상온수가 외기에 접하지 않으므로 외기에 있는 세균이 번식할 우려가 적으므로 청소를 장시간 하지 않아도 된다 종전의 장치는 대부분 냉수 저장조가 외기에 개방되어 있어 이 냉수 저장조 공기중의 세균이 번식하므로 수시로 청소를 하여야 한다. 청소를 하지않아 편리함은 물론 종전의 장치는 청소시 용기에 저장된 물을 전부 배출하여 버릴 뿐아니라 이에 더하여 청소수 가 필요하므로 이에 소모되는 양의 물을 절약 할 수 있다.

4) 종전의 방법은 고온수를 일정 양 저장하므로 이양 보다 많은 양의 온수가 필요시 온수가 가열되는 시간을 기다림으로 이용자가 많은 시간을 낭비 하고 본 발명에 의한 장치는 순간 가열하여 공급하므로 시간적 낭비를 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 물을 냉각 및 가열과 동시에 저장하고 저장된 물을 이용자가 필요시 순간 가열하여 고온수, 온수 및 냉수를 공급 하는 장치에 있어서 열차단절연판(22)을 사이에 두고 상부에는 온수저장조(21) 하부 에는 냉수저장조(23)를 일체 형으로 조립된 일체형 냉온수저장장치(20)의 상부 온수저장조에는 "압축기(31) 응축코일(32) 보조응축기(33) 모세관(34) 증발코일(35) 및 보조응축기용 냉각 송풍기(57)로 구성된 압축식 냉매회로(30)의" 응축코일(32) 하부 냉수저장조에는 증발코일(35)이 설치되어 냉매회로(30)를 가동하므로 온수저장조의 물을 가열하고 이와 동시에 냉수저장조의 물은 냉각 된다. 이 가열 냉각된 물을 상기 일체형냉온수저장장치(20)에 보관하고

   냉매회로에 의하여 가열된 물은 약 50℃정도로 이용자가 필요 할 때 순간가열기(40)로 가열하여 온수(약60℃정도)와 고온수(80℃정도)로 공급하고 냉수는 그대로 공급한다

   상기 작동을 수행하기 위하여 온수배출감지스위치(51) 냉수배출감지스위치(52) 온수온도센샤(53) 냉수온도센샤(54) 고온수온도센샤(55) 및 고온수배출스위치(58)가 전기전자제어장치(50)에 입력 신호를 공급 하고 전기전자제어장치(50)는 이들 제어신호에 의하여 압축기구동전동기(56) 보조응축기용 냉각송풍기(57) 및 순간가열기(40)를 작동 시켜 본 장치를 가동 하고 가동 상태 및 온도를 표시기(60)에 표시하게 하여 이용자에게 냉수 온수 및 고온수를 공급하는장치에 있어서

   열 차단 절연판(22)를 사이에 두고 상하로 각각 온수저장조(21)와 냉수저장조(23)을 일체형으로 조립 하나의 용기에 온수 및 냉수를 동시에 저장 보관 하여도 고온의 온수 열이 냉수 측으로 이동하여 유실되는 양이 없고 온수배출관(12)의 형태로 온수저장조(21) 상부 고온수층을 유지하여 세균의 번식이 적은 청결한 물을 보관하여 공급 할 수있는 일체형 냉온수장치(20)에 냉 온수를 저장 하는 방법과 그 장치
2. 상기 1항에 있어서

   상기 압축기(31) 응축코일(32) 보조응축기(33)모세관(34) 증발코일(35) 및 보조응축기용 냉각 송풍기(57)로구성된 압축식냉매회(30)가 이용자가 마음대로 온수와 냉수를 배출함에 의한 열 이동의 불균형 상태에도 압축기(31)가 정상적인 상태로 운전하기위한 냉매회로(30)로 구성된 장치
3. 제1항에 있어서

   순간가열기(40)의 하부에 온수배출 소레노이드발브(16)을 장치하여 온수순간가열기(40)의 가열용량과 냉매회로(30)의 응축열로 가열하지 못하는 온도의 온수를 사용자가 필요로 할때 이를 파악하여 순간적으로 상기 소레노이드발브(16)를 개폐를 반복하여 (개 폐 주기는 약 3 초 이내) 유출수의 유량을 조절하여 원하는 온도의 고온 수를 편리하게 공급 할 수있게 하기위하여 설치된 순간가열장치(40) 고온수배출스위치(58) 온수배출감지스위치(51) 상기 소레노이드발브(16) 온수온도센샤(53) 및 이를 제어하는 전기전자제어장치(50)가 상기와 같은제어로 적은 전기적 에너지로 필요시 순간 가열 하여 고온의 온수를 공급 하는 방법 및 그 장치