KR20050102881A - 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법 - Google Patents

순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법을 공개한다. 이 순간온수형 온수공급 제어장치는 히터 구동 신호에 응답하여, 히팅 동작을 수행하는 히터 구동부와, 밸브 신호에 응답하여 물을 공급하거나 차단시키는 밸브 제어부와, 히팅 동작 수행시 상기 밸브 신호를 발생한 후 히터 구동 가능 신호를 발생하는 제어부와, 상기 밸브 신호와 상기 히터 구동 가능 신호에 응답하여 상기 히터 구동 신호를 발생하는 히터 구동보호부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어장치는 수량 감지부의 구비하지 않으면서도 히터의 오동작을 방지할 수 있도록 하여 히팅 동작의 안정성을 제공하여 준다. 또한 수량 감지부를 필요로 하지 않게 되어 순간온수형 온수공급 제어장치의 레이아웃 및 생산 비용을 감소시켜 준다.

Description

순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법{Control device of providing warm water with a instantaneous heating method and method there of}
본 발명은 온수공급 제어장치에 관한 것으로, 특히 가정용 비데에 사용되는 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
가정용 비데의 온수공급 제어장치는 크게 물탱크 속에 히터를 설치하는 물탱크형과 수도에서 오는 물을 필요시마다 가열하는 순간온수형으로 나뉘어 진다.
물탱크형 온수공급 제어장치는 온수 저장용 물탱크 내에 배치되는 히팅 장치를 구비하고, 비데의 사용여부와 관련 없이 물탱크내의 물의 온도를 항상 설정 온도로 유지하도록 하는 것이다. 이에 따라 물탱크형 온수공급 제어장치는 대기 전력 낭비와 공간을 많이 차지한다는 문제점이 있었다.
이에 최근에는 순간온수형 온수공급 제어장치가 널리 사용되고 있는데, 순간온수형 온수공급 제어장치는 사용자가 비데의 사용을 요청하여, 물이 출수관으로 빠져나가는 동안 히팅 장치가 배출되는 물에 열을 가하여 온도를 높여주는 것이다.
이러한 순간온수형 온수공급 제어장치는 물이 항상 흐르지 않는 것으로, 동작의 안정성을 보장하기 위해 반드시 물이 흐르는 동안만 히팅 장치가 동작되도록 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 순간온수형 온수공급 제어장치의 블록도를 도시한 도면으로, 계속하여 도면을 참조하면 입출력 온도 측정부(1)와 버튼부(2)와 마이컴(3)과 밸브 및 밸브 제어부(4)와 히터 구동보호부(5)와 히터 구동부(6)와 수량 감지부(7)와 전원 발생부(8)를 구비함을 알 수 있다.
이에 마이컴(3)은 사용자가 버튼부(2)를 통해 동작(세정, 비데 사용 등)을 요청하면 밸브(4)를 열어 물이 공급되도록 하고, 입출력 온도 측정부(1)를 통해 공급되는 물의 온도와 출력되는 물의 온도를 측정하고, 측정한 온도들을 이용하여 히터 구동 주기를 계산하고, 계산된 히터 구동 주기에 따라 히터 구동부(6)를 동작시켜준다.
이때 히터 구동부(6)의 앞단에 위치한 히터 구동보호부(5)는 히터 구동부(6)를 제어하기 위한 마이컴(3)의 출력신호와 수량 감지부(7)의 출력신호를 수신하고, 이들 출력신호가 모두 수신된 경우에만 히터 구동부(6)가 구동될 수 있도록 제어하는 역할을 수행한다. 즉, 히터 구동보호부(5)는 순간온수형 온수공급 제어장치에 물이 공급됨을 수량 감지부(7)를 통해 통보받은 경우에만 히터 구동부(6)가 구동될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
이와 같은 히터 구동보호부(5)는 순간온수형 온수공급 제어장치에 물이 공급되지 않았음에도 불구하고, 히팅 동작을 수행함으로서 발생할 수 있는 오동작을 방지하기 위한 것으로, 순간온수형 온수공급 제어장치의 동작의 안정성을 위하여 반드시 구비되어진다.
그러나 종래의 순간온수형 온수공급 제어장치는 플로우 센서 또는 플로트 스위치등과 같은 소자를 구비하는 수량 감지부를 별도로 구비하고, 히팅 구동 보호부가 이로부터 출력신호를 제공받아 히터 구동부를 제어하도록 설계되어 있어, 제품의 레이아웃 및 생산 비용이 수량 감지부의 크기 및 생산비용만큼 증가하게 되는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 최적화된 회로를 구비하면서 안정적으로 온수공급을 제어 할 수 있도록 하는 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어장치는 히터 구동 신호에 응답하여, 히팅 동작을 수행하는 히터 구동부와, 밸브 신호에 응답하여 물을 공급하거나 차단시키는 밸브 제어부와, 히팅 동작 수행시 상기 밸브 신호를 발생한 후 히터 구동 가능 신호를 발생하는 제어부와, 상기 밸브 신호와 상기 히터 구동 가능 신호에 응답하여 상기 히터 구동 신호를 발생하는 히터 구동보호부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어 방법은 히팅 동작이 요청되면 밸브 신호를 발생하여 출력한 후 히팅 구동 가능 신호를 발생하여 출력하는 신호 발생 단계와, 상기 밸브 신호에 응답하여 입수관을 열어 물을 공급하는 공급 단계와, 상기 밸브 신호와 상기 히팅 구동 가능 신호를 모두 수신하면 상기 히터 구동 신호를 발생하여 출력하는 확인 단계와, 상기 히팅 구동 신호에 응답하여 히팅 동작을 수행하는 히팅 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하면 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 기술에 따른 순간온수형 온수공급 제어장치의 블록도를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어장치는 입출력 온도 측정부(11)와 버튼부(12)와 마이컴(13)과 밸브 및 밸브 제어부(14)와 히터 구동보호부(15)와 히터 구동부(16)와 전원 발생부(17)를 구비한다.
입출력 온도 측정부(11)는 입수관과 출수관 각각에 배치되는 온도 센서들을 구비하고, 이를 통해 순간온수형 온수공급 제어장치에 공급되는 물과 배출되는 물의 온도를 각각 측정하여 마이컴(13)에 제공한다.
버튼부(12)는 마이컴(13)에서 프로그램된 다수개의 기능들 각각을 사용자가 선택할 수 있도록 하는 다수개의 버튼들을 구비하고, 사용자가 특정 버튼을 누르면, 이를 감지하고 눌려진 특정 버튼에 대응되는 동작 요청 신호를 발생하여 마이컴(13)에 제공한다.
이때의 버튼부(12)의 버튼들로는 세정 및 비데 사용을 요청하기 위한 버튼, 수압을 조절하기 위한 버튼, 온도를 조정하기 위한 버튼, 및 이외의 다양한 기능을 선택하기 위한 버튼들이 있을 수 있겠으나, 이하에서는 본 발명과 밀접한 관련이 있는 세정 및 비데 사용을 요청하기 위한 버튼으로 한정하기로 한다.
마이컴(13)은 순간온수형 온수공급 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로세싱절차를 프로그램하고, 이에 따라 각 부(11, 12, 14, 15, 16)의 동작을 제어한다. 즉, 마이컴(13)은 버튼부(12)를 지속적으로 모니터링하면서 사용자가 동작을 요청하는지를 확인하고, 사용자가 버튼을 누름으로 인해 버튼부(12)가 동작요청 신호를 발생하게 되면, 이를 감지하고 프로그램된 프로세싱 절차에 따라 밸브(14)를 열기위한 밸브 신호를 발생한다. 그리고 이와 동시에, 입출력 온도 측정부(11)를 통해 입력되는 입력 온도 및 출력 온도를 이용하여 히터 구동 주기를 계산하고, 계산 결과를 반영하는 히터 구동 가능 신호를 발생하여 출력한다.
또한 이때의 마이컴(13)은 보다 안정적인 히팅 동작을 지원하기 위해, 입수관의 온도의 변화가 발생된 경우에만 히팅 구동 가능 신호를 발생한다. 이는 입수관에 히팅 동작을 위해 새로이 물이 공급되면 입수관의 내부 온도가 변화되기 때문이다.
밸브 및 밸브 제어부(14)는 마이컴(13)으로부터 출력되는 밸브 신호에 응답하여 입수관에 위치하는 밸브(14)를 열어 준다. 즉, 밸브 신호가 수신되면 밸브(14)를 열어 입수관으로 물이 공급되도록 하고, 반면에 밸브 신호가 수신되지 않으면 밸브(14)를 닫아 물의 유입을 차단한다.
히터 구동보호부(15)는 마이컴(13)으로부터 출력되는 밸브 신호와 히터 구동 가능 신호를 논리곱하여 히터 구동 신호를 발생한다. 즉, 밸브 신호와 히터 구동 가능 신호가 모두 수신되는 경우에만 히터 구동 신호를 발생하여 히터 구동부(16)로 전송하여 준다.
히터 구동부(16)는 히터 구동보호부(15)를 통해 전송되는 히터 구동 신호가 수신되면 히팅 동작을 수행하고, 그렇지 않으면 히팅 동작을 중지하여, 적정 온도를 가지도록 물을 가열한다.
전원 발생부(17)는 교류전원전압을 입력받아 내부동작전압을 발생하고, 입력 받은 교류전원전압은 밸브 및 밸브 제어부(14)와 히터 구동부(15)에 제공하고 발생된 입출력 온도 측정부(11), 버튼부(12), 마이컴(13), 및 히터 구동보호부(15)에 제공한다.
도 3은 본 발명의 기술에 따른 순간온수형 온수공급 제어장치의 상세 회로도를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 입출력 온도 측정부(11)는 입수관에 배치되는 제 1 서미스터(TH1)와 출수관에 배치되는 제 2 서미스터(TH2)를 구비하고, 버튼부(12)는 스위치(SW)를 구비하고, 밸브 및 밸브 제어부(14)는 게이트는 마이컴(13)의 밸브 신호 출력단자와 연결되고 드레인은 내부동작전압과 연결되고 소스는 접지전압이 연결되는 제 1 트랜지스터(Q11)와, 게이트는 제 1 트랜지스터(Q11)의 드레인과 연결되고, 캐소드는 교류 전원 전압이 연결되며 애노드는 밸브(B)가 연결되는 제 1 트라이악(TR1)과, 일측은 제 1 트라이악(TR1)의 애노드와 연결되고 상대측은 교류전원전압과 연결되는 밸브(B)를 구비한다.
그리고 회로 구동 보호부(15)는 마이컴(13)의 히터 구동 가능 신호 출력단자와 밸브 신호 출력단자와 연결되는 AND 게이트(AND)와, 게이트는 AND 게이트(AND)의 출력단과 연결되고 드레인은 히터 구동부(16)와 연결되고 소스는 접지전압과 연결되는 제 2 트랜지스터(Q2)를 구비하고, 히터 구동부(16)는 게이트는 회로 구동 보호부(15)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인과 연결되고 캐소드는 교류전원전압이 연결되며 애노드는 세라믹히터(HT)가 연결되는 제 2 트라이악(TR2)과, 일측은 제 2 트라이악(TR2)의 애노드가 연결되고 상대측은 교류전원전압이 연결되는 세라믹 히터(HT)를 구비한다. 물론 이때의 히터 구동부(16)는 세라믹 히터(HT) 이외에도 순간 히팅 동작을 수행할 수 있는 다양한 히팅 장치를 구비할 수 있다.
이하, 도 3에 도시된 순간온수형 온수공급 제어장치의 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 순간온수형 온수공급 제어장치에 교류전원전압이 인가되면 전원 발생부(17)는 온수공급 제어장치의 내부동작전압을 발생하고, 이를 입력받은 각 회로 소자들은 동작대기 상태를 유지하게 된다.
이러한 상태에서 사용자가 버튼부(12)의 버튼부(12)의 버튼을 누름으로 해서, 스위치가 온 되면, 동작 요청 신호가 발생되어 마이컴(13)의 동작 요청 신호 입력 단자로 입력된다.
그러면 마이컴(13)은 프로그램된 프로세싱 절차에 따라 밸브 신호를 발생하여 밸브 신호 출력단자로 출력함과 동시에 입출력 온도 측정부(11)의 제 1 서미스터(TH1)를 통해 물의 입력온도를 획득하여 물이 공급되는 지를 확인한다.
마이컴(13)으로부터 밸브 신호를 수신한 제 1 트랜지스터(Q1)는 온 되고, 제 1 트라이악(TR1)도 온 되어 교류전원전압이 제 1 트라이악(TR1)을 통해 밸브(B)로 인가되게 된다. 이에 교류전원전압을 인가받은 밸브(B)는 열리게 되고, 이에 입수관으로 물이 공급된다.
그리고 확인 결과, 입수관으로 물이 공급되고 있음이 확인되면 마이컴(13)은 입출력 온도 측정부(11)를 통해 입력되는 입력 온도 및 출력 온도를 이용하여 히터 구동 주기를 계산하고, 계산 결과를 반영하는 히터 구동 가능 신호를 발생하여 히터 구동 가능 신호 출력 단자를 통해 출력한다.
히터 구동보호부(15)의 AND 게이트(AND)는 마이컴(3)으로부터 밸브 신호와 히터 구동 가능 신호를 인가받으면 히터 구동 신호를 발생하여 출력하고, 제 2 트랜지스터(Q2)는 AND 게이트(AND)로부터 출력되는 히터 구동 신호를 수신하여 온 되고, 제 2 트라이악(TR2)도 이에 응답하여 온 된다. 이에 세라믹 히터(HT)를 통해 교류전원전압이 흐르게 된다.
이에 세라믹 히터(HT)는 교류전원전압을 제공받아 히팅 동작을 수행하여 입수관으로 공급되는 물을 적정온도로 가열한 후, 출수관으로 가열된 물을 배출한다.
이상에서 살펴본바와 같이 본 발명은 히터 구동보호부(15) 밸브(14)를 열어 입수관에 물이 공급되도록 하여 밸브 신호와 히터 구동 주기를 반영하는 히터 구동 가능 신호가 모두 발생된 경우에서만 히터 구동 신호를 발생하도록 한다. 이에 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어장치는 수량 감지부와 같은 별도의 장치 없이도 히팅 동작의 안정성이 보장되도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법은 수량 감지부의 구비하지 않으면서도 히터의 오동작을 방지할 수 있도록 하여 히팅 동작의 안정성을 제공하여 준다. 또한 수량 감지부가 필요 없게 되어 순간온수형 온수공급 제어장치의 레이아웃 및 생산 비용을 감소시켜 줄 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 순간온수형 온수공급 제어장치의 블록도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술에 따른 순간온수형 온수공급 제어장치의 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 기술에 따른 순간온수형 온수공급 제어장치의 상세 회로도를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 입출력 온도 측정부 12 : 버튼부
13 : 마이컴 14 : 밸브 및 밸브 제어부
15 : 히터 구동보호부 16 : 히터 구동부
17 : 전원 발생부

Claims (8)

  1. 히터 구동 신호에 응답하여, 히팅 동작을 수행하는 히터 구동부;
    밸브 신호에 응답하여 물을 공급하거나 차단시키는 밸브 제어부;
    히팅 동작 수행시 상기 밸브 신호를 발생한 후 히터 구동 가능 신호를 발생하는 제어부; 및
    상기 밸브 신호와 상기 히터 구동 가능 신호에 응답하여 상기 히터 구동 신호를 발생하는 히터 구동보호부를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    히팅 동작 수행시 상기 밸브 신호를 발생한 후, 입수관의 내부 온도 변화가 있으면, 상기 히터 구동 가능 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    유입되는 물의 온도와 배출되는 물의 온도를 측정하는 입출력 온도 측정부; 및
    교류전원전압을 인가받아 출력하고, 상기 교류전원전압으로부터 내부동작전압을 발생하여 출력하는 전원 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 히터 구동보호부는
    상기 제어부로부터 입력되는 상기 밸브 신호와 상기 히터 구동 가능 신호를 논리곱 하여 상기 히터 구동 신호를 발생하는 논리합 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 히터 구동부는
    상기 히터 구동 신호가 수신되면 상기 교류전원전압을 인가하는 트라이악; 및
    상기 인가된 교류전원전압을 이용하여 히팅 동작을 수행하는 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 제어부는
    상기 밸브 신호가 수신되면 상기 교류전원전압을 인가하는 트라이악; 및
    상기 인가된 교류전원전압을 이용하여 입수관을 여는 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어장치.
  7. 히팅 동작이 요청되면 밸브 신호를 발생하여 출력한 후 히팅 구동 가능 신호를 발생하여 출력하는 신호 발생 단계;
    상기 밸브 신호에 응답하여 입수관을 열어 물을 공급하는 공급 단계;
    상기 밸브 신호와 상기 히팅 구동 가능 신호를 모두 수신하면 상기 히터 구동 신호를 발생하여 출력하는 확인 단계; 및
    상기 히팅 구동 신호에 응답하여 히팅 동작을 수행하는 히팅 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 신호 발생 단계는
    히팅 동작이 요청되면 상기 밸브 신호를 발생하여 출력하는 단계;
    상기 밸브 신호가 출력되면 상기 입수관의 온도가 변화되는 지를 감시하는 단계; 및
    상기 입수관의 내부 온도가 변화됨이 확인되면, 상기 히팅 구동 가능 신호를 발생하여 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간온수형 온수공급 제어 방법.
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