KR20120132126A - 온수 공급 장치 및 상기 온수 공급 장치를 구비한 비데 - Google Patents

온수 공급 장치 및 상기 온수 공급 장치를 구비한 비데 Download PDF

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KR20120132126A
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Abstract

본 발명은 온수공급장치 및 상기 온수공급장치를 구비한 비데에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 의한 온수공급장치는 유입되는 물을 가열하는 히터; 상기 히터로 물을 공급하는 제1입수라인; 상기 히터에서 가열된 물이 토출되는 출수라인; 상기 제1입수라인에서 분기되어 상기 출수라인과 연결되는 제2입수라인; 및 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 상기 제2입수라인의 유량을 조절하는 유량 조절부를 포함할 수 있다.

Description

온수 공급 장치 및 상기 온수 공급 장치를 구비한 비데 {Device for suplying warm water and bidet having the same}
본 발명은 온수 공급 장치 및 상기 온수 공급 장치를 구비한 비데에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수 공급 장치에서 출수되는 온수가 안정적으로 목표 출수온도를 갖도록 하는 온수 공급 장치 및 상기 온수 공급 장치를 구비한 비데에 관한 것이다.
가정용 비데 또는 정수기 등에 사용되는 온수 공급 장치는 크게 물탱크 속에 히터를 설치하는 물탱크형과 수도에서 오는 물을 필요시마다 가열하는 순간 온수형으로 나뉘어 진다.
물탱크형 온수 공급 장치는 온수 저장용 물탱크내에 가열 히터를 구비하고, 비데의 사용여부와 관련없이 물탱크내의 물의 온도를 항상 일정온도로 유지하도록 하는 것이다. 이에 따라 물탱크형 온수 공급 제어 장치는 대기 전력 낭비와 공간을 많이 차지한다는 문제점이 있었다.
이에 최근에는 순간온수형 온수 공급 장치가 널리 사용되고 있는데, 순간온수형 온수 공급 장치는 사용자가 비데의 사용을 요청하여, 물이 배출구로 빠져나가는 동안 가열 히터가 배출되는 물에 열을 가하여 온도를 높여주는 것이다.
도1(a)은 종래의 순간온수형 온수 공급 장치를 나타내는 개략도이며, 도1(b)는 상기 종래의 순간온수형 온수 공급 장치에 의한 출수온도를 나타낸 그래프이다.
도1(a)을 참조하면, 상기 온수 공급 장치는 히터(10), 제1입수라인(20) 및 출수라인(30)으로 구성될 수 있다.
히터(10)는 유입되는 물을 가열시키고, 제1입수라인(20)은 상기 히터(10)로 물을 공급하며, 출수라인(30)은 상기 히터에서 가열된 물을 토출한다.
상기 히터(10)의 가열정도는 상기 히터에 대한 입수온도, 유량, 목표 온도 등에 의하여 결정될 수 있다. 여기서, 사용자의 입력 등에 의하여 상기 히터로 유입되는 유량이 급격하게 변화하거나 상기 히터에 대한 목표 온도가 변화하게 되는 등의 상황이 발생하면, 상기 히터의 가열정도 또한 급격하게 변화할 수 있다.
이 경우, 도1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 히터(10)에서 출수되는 물의 온도는 상기 히터의 가열정도에 대해 곧바로 적응하지 못하고 목표수온의 위아래로 요동칠 수 있으며, 일정 시간이 지난후에야 다시 안정화되어 목표수온을 가지는 물을 제공할 수 있다.
이와 같이 종래의 온수 공급장치는 초기에 사용자가 원하는 목표수온의 물을 공급하지 못함으로써, 사용자의 불만을 초래하는 등 문제점이 있었다.
본 발명은, 온수 공급 장치가 출수하는 물의 온도가 급격하게 변동하지 않도록 하는 온수 공급 장치 및 상기 온수 공급 장치를 구비한 비데를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 온수공급장치는, 유입되는 물을 가열하는 히터; 상기 히터로 물을 공급하는 제1입수라인; 상기 히터에서 가열된 물이 토출되는 출수라인; 상기 제1입수라인에서 분기되어 상기 출수라인과 연결되는 제2입수라인; 및 상기 제2입수라인을 통해 상기 출수라인으로 공급하는 제2입수라인의 유량을 조절하는 유량 조절부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1입수라인의 일 지점에 입수온도센서를 구비하고, 상기 출수라인의 일 지점에 출수온도센서를 구비할 수 있다.
여기서 상기 유량 조절부는, 상기 출수온도센서의 측정값에 따라 상기 제2입수라인 유량을 조절할 수 있다.
여기서 상기 유량 조절부는,
Figure pat00001
에 의하여 계산된 목표출수온도센서값과 상기 출수온도센서에서 측정된 값의 차이에 따라 상기 유량밸브의 개폐정도를 조절할 수 있다.
여기서 상기 유량 조절부는,
상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정값이 크면 상기 유량 밸브를 기 설정된 값만큼 더 개방하고, 상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정된 값이 작으면, 상기 유량밸브를 기 설정된 값만큼 더 닫히도록 제어할 수 있다.
여기서 상기 유량 조절부는, 상기 유량밸브의 개폐정도를 스테핑 모터를 이용하여 제어할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 비데는, 유입되는 물을 가열하는 히터; 상기 히터로 물을 공급하는 제1입수라인; 상기 히터에서 가열된 물이 토출되는 출수라인; 상기 제1입수라인에서 분기되어 상기 출수라인과 연결되는 제2입수라인; 상기 제2입수라인을 통해 상기 출수라인으로 공급하는 제2입수라인의 유량을 조절하는 유량 조절부; 및 상기 유량 조절밸브의 개폐 정도를 제어하는 중앙제어장치를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1입수라인의 일 지점에 입수온도센서를 구비하고, 상기 출수라인의 일 지점에 출수온도센서를 구비할 수 있다.
여기서 상기 중앙제어장치는, 상기 출수온도센서의 센싱값에 따라 상기 유입밸브의 개폐를 조절할 수 있다.
여기서 상기 중앙제어장치는,
Figure pat00002
에 의하여 계산된 목표출수온도센서값과 상기 출수온도센서에서 측정된 값의 차이에 따라 상기 유량 조절부의 개폐 정도를 조절할 수 있다.
여기서 상기 중앙제어장치는, 상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정값이 크면 상기 유량 밸브를 기 설정된 값만큼 더 개방하고, 상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정된 값이 작으면, 상기 유량밸브를 기 설정된 값만큼 더 닫히도록 제어하는 제어할 수 있다.
본 발명은, 히터에 의해 가열된 고온의 물과 가열되지 않은 저온의 물을 혼합하는 방식으로 상기 온수공급장치에서 출수되는 물의 온도를 제어한다. 따라서, 상기 히터에 의하여 가열된 물의 수온이 상기 유량 또는 목표수온의 변화에 의하여 급격하게 변화하더라도, 상기 온수공급장치에서 출수되는 물의 수온은 일정하게 유지시킬 수 있다.
도1(a)는 종래의 순간온수형 온수 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도1(b)는 종래의 순간온수형 온수 공급 장치에서 출수되는 물의 온도를 나타낸 그래프이다.
도2은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치의 유량조절부의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 비데에서의 중앙제어장치의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.
도5은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치에서 출수되는 물의 온도를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도2은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.
도2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치는 히터(10), 제1입수라인(20), 출수라인(30), 제2입수라인(40), 유량 조절부(50), 입수온도센서(60), 출수온도센서(70)을 포함할 수 있다.
이하, 도2을 참조하여, 본원발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 장치를 설명한다.
제1입수라인(20)은 히터(10)로 물을 공급할 수 있으며, 상기 히터(10)는 상기 제1입수라인(20)으로부터 유입되는 물을 가열할 수 있다. 상기 히터(10)에 의하여 가열된 물은 상기 출수라인(30)으로 토출될 수 있다. 또한, 제2입수라인(40)은 상기 제1입수라인(20)에서 분기되어 상기 출수라인(30)과 연결되므로, 상기 제2입수라인(40)은 상기 히터(10)에 의하여 가열하지 않은 물을 상기 출수라인(30)으로 공급할 수 있다.
또한, 상기 제1입수라인의 일 지점에 입수온도센서(60)를 구비할 수 있으며, 상기 출수라인(30)의 일 지점에 출수온도센서(70)를 구비할 수 있다.
상기 히터(10)는 사용자가 상기 온수공급장치로부터 얻고자 하는 물의 온도(목표수온)를 가지는 물을 제공하기 위하여, 상기 히터(10)로 입수되는 물의 온도(입수온도), 상기 히터(10)에서 토출되는 물의 온도(출수온도), 상기 히터(10)에 입수되는 유량(입수유량) 등에 따라 상기 히터(10)의 동작이 제어될 수 있다.
즉, 상기 히터(10)는 상기 목표수온, 입수온도, 출수온도, 유량 등에 따라서 상기 히터(10)의 가열정도 등을 조절하여 상기 히터(10)가 공급하는 출수온도를 제어할 수 있다.
다만, 앞서 도1(b)를 참조하여 살펴본 바와 같이, 상기 히터(10)의 동작을 제어하는 인자들이 갑작스럽게 변하면, 상기 히터(10)의 가열정도 또한 급격하게 변화할 수 있으며, 이 경우, 상기 히터(10)에서 출수되는 물의 온도가 목표수온의 위아래로 요동칠 수 있다.
하지만, 상기 온수 공급 장치는 상기 제2입수라인(40)의 구성을 더 포함하고 있으므로, 상기 제2입수라인(40)으로부터 공급되는 물에 의하여 상기 온수 공급 장치가 제공하는 물의 온도를 한번 더 보정할 수 있다.
즉, 상기 히터(10)에서 토출되는 고온의 물과 상기 제2입수라인(40)에서 공급되는 저온의 물이 혼합된 온수를 상기 온수 공급 장치가 제공하는 것이다.
따라서, 상기 히터(10)에서 토출되는 물의 온도에 따라, 상기 제2입수라인(40)이 상기 출수 라인(30)으로 공급하는 물의 양을 조절하여 상기 온수 공급 장치가 목표수온의 물을 공급하도록 할 수 있다.
여기서, 상기 입수온도는 상기 입수온도센서(60)의 센싱값으로 할 수 있고, 상기 출수온도는 상기 출수온도센서(70)의 센싱값으로 할 수 있다.
유량 조절부(50)는 상기 제2입수라인(40)이 상기 출수라인(30)으로 공급하는 상기 제2입수라인(40)의 유량을 조절할 수 있다.
상기 히터(10)에 의하여 가열된 물은 상기 제2입수라인(40)이 공급하는 물과 혼합되어 출수되므로, 상기 온수공급장치가 제공하는 물의 온도는 상기 제2입수라인(40)이 공급하는 물의 양에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 상기 유량 조절부(50)를 이용하여 상기 제2입수라인(40)이 공급하는 물의 양을 제어할 필요가 있으며, 상기 유량 조절부(50)의 제어에 의하여 출수라인(30)에 의하여 공급되는 물의 온도가 목표수온이 되도록 할 수 있다.
구체적으로 상기 제2입수라인(40)이 공급하는 물의 양이 많을수록, 출수라인(30)을 통하여 출수되는 물의 온도는 낮아지고, 상기 제2입수라인(40)이 공급하는 물의 양이 적을수록, 상기 출수라인(30)을 통하여 출수되는 물의 온도는 높아진다.
여기서, 상기 유량 조절부(50)는 상기 제2입수라인(40)이 공급할 수 있는 최대 유량의 50%의 유량이 상기 제2입수라인(40)을 통하여 상기 출수라인(30)으로 공급되도록 초기 설정된 것일 수 있다
상기 유량 조절부(50)에 대하여 아래에서 도3과 함께 구체적으로 살펴본다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치의 유량조절부의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치의 유량 조절부(50)는 제어부(51), 스테핑 모터(stepping motor)(52) 및 유량밸브(53)를 포함할 수 있다.
이하, 도3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치의 유량 조절부(50)에 대하여 설명한다.
제어부(51)는 목표수온을 가지는 온수를 공급하기 위하여 필요한 상기 히터의 출수 온도를, 입력받은 복수의 신호(a, b, c, d)를 이용하여 계산할 수 있다. 상기 계산된 히터의 출수 온도와 실제 히터 출수 온도의 측정값을 비교하여 그 차이값이 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 유량을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부(51)에 입력되는 복수의 신호는 입수온도(a), 출수온도(b), 목표수온(c) 및 히터(10)로 유입되는 유량(d)을 포함할 수 있다.
상기 목표수온은 사용자가 상기 온수공급장치로부터 얻고자 하는 온수의 온도를 의미한다.
상기 목표수온은 상기 제2입수라인(40)이 상기 출수라인(30)에 공급할 수 있는 최대 유량의 50%의 유량을 공급할 때를 기준으로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 히터(10)에서 가열된 물은 상기 제2입수라인(40)의 최대 유량의 50%의 유량과 혼합될 것이므로, 상기 히터(10)는 목표수온보다 더 높은 온도를 가지는 물을 토출하도록 설정될 수 있다.
여기서, 상기의 목표수온과 관련하여
Figure pat00003
의 수식이 성립할 수 있다.
상기 수식을 목표수온을 얻기 위하여 가져야할 목표 출수온도센서값을 구하기 위한 수식으로 변경하면,
Figure pat00004
으로 다시 적을 수 있다.
여기서, 상기 히터로 유입되는 유량(d), 목표수온(c), 입수온도센서값(a)은 상기 제어부가 입력받는 복수의 신호에 포함되고, 상기 제2입수라인의 최대 유량은 상기 제2입수라인을 구성하는 유로의 단면적에 따라 결정되는 것으로서 기 설정된 상수에 해당한다.
따라서, 상기 제어부(51)는 상기 수식을 이용하여, 상기 히터가 상기 목표 출수온도센서값을 가지도록 하는 가열 정도를 결정할 수 있다.
상기 목표 출수온도센서값은 상기 수식에 나타난 바와 같이, 히터로 유입되는 유량, 제2입수라인의 최대 유량, 목표수온값, 입수온도센서값 등에 따라 변화될 수 있다.
상기 제어부(51)는 상기 목표 출수온도센서값을 상기 수식을 이용하여 계산하고, 상기 목표 출수온도센서값과 실제 히터의 동작에 의한 출수온도센서값을 비교할 수 있다. 상기 실제 히터의 동작에 의한 출수온도센서값(b)은 상기 제어부(51)가 입력받는 복수의 신호로부터 얻을 수 있다.
상기 출수온도센서값이 목표 출수온도센서값과 일치하면, 상기 온수공급장치는 목표수온을 가지는 온수를 공급하게 되지만, 상기 출수온도센서값이 목표 출수온도센서값과 차이가 발생하면, 상기 온수공급장치는 목표수온과 상이한 온수를 공급하게 된다.
따라서, 상기 제어부(51)는 상기 목표 출수온도센서값과 실제 측정된 출수온도센서값의 차이를 비교하여, 상기 목표 출수온도센서값과 측정 출수온도센서값의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 제2입수라인의 유량을 제어함으로써, 상기 목표수온을 유지하도록 할 수 있다. 여기서 상기 기 설정된 범위는 (+.5 ~ -0.5)일 수 있다.
상기 제어부(51)는 상기 목표 출수온도센서값과 실제 측정된 출수온도센서값의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 유량을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부(51)는 상기 생성된 신호를 스테핑 모터(52) 등 상기 제2입수라인의 유량을 제어하는 장치로 전송하여 상기 제2입수라인이 출수라인으로 공급하는 유량을 제어하도록 할 수 있다.
스테핑 모터(52)는 상기 제어부(51)의 입력에 따라 정해진 각도만큼 회전하여 상기 유량 밸브(53)의 개폐정도를 조절할 수 있다. 상기 스테핑 모터(52)는 입력되는 펄스 수에 대응하여 일정각도씩 움직이는 모터로서, 모터의 회전각도를 정확하게 제어할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(51)의 입력에 따라 기 설정된 각도만큼 단속적으로 상기 스테핑 모터(52)가 회전될 수 있으며, 상기 스테핑 모터(52)의 회전정도에 따라 상기 유입밸브(53)의 개폐정도가 제어될 수 있다.
유량밸브(53)는 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 물의 양을 조절할 수 있다. 상기 유량밸브(53)는 상기 유량 밸브(53)의 개폐에 의하여 상기 제2입수라인이 공급하는 유량을 조절할 수 있으며, 상기 유입 밸브(53)의 개폐는 상기 제어부(51)의 제어신호에 의하여 동작하는 상기 스테핑 모터(52)에 의하여 제어될 수 있다.
구체적으로, 상기 유량 밸브(53)는 개방되는 유로의 단면적의 크기를 제어함으로써 상기 제2입수라인이 공급하는 물의 양을 조절할 수 있다. 상기 유량 밸브(53)는, 디스크 등 유로 차단 수단으로 상기 제2입수라인의 유로의 일부 또는 전부를 차단할 수 있다. 상기 유로가 차단되는 단면적의 크기에 따라, 상기 제2입수라인이 공급하는 물의 양이 제어될 수 있다.
여기서, 상기 스테핑 모터(52)는, 상기 유량 밸브의 유로를 차단하는 디스크 등의 유로 차단 수단을 제어하여, 상기 유로를 차단하는 단면적의 크기를 조절할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(51)는 상기 목표 출수온도센서값보다 측정된 출수온도센서값이 기 설정 범위보다 더 높게 측정되면, 상기 스테핑 모터(52)에 대하여 상기 유량 밸브의 개방정도를 기 설정된 양만큼 더 개방하도록 제어신호를 보낼 수 있다.
반대로, 상기 목표 출수온도센서값보다 측정된 출수온도센서값이 기 설정 범위보다 더 낮게 측정되면, 상기 스테핑 모터(52)에 대하여 상기 유량 밸브의 개방정도를 기 설정된 양만큼 더 폐쇄하도록 제어신호를 보낼 수 있다.
또한, 상기 목표 출수온도센서값과 측정된 출수온도센서값이 기 설정 범위 내에 있으면, 상기 유량 밸브가 초기 설정값, 즉, 50% 개방되도록 상기 스테핑 모터(52)를 제어할 수 있다.
여기서는 상기 유량조절부(50)의 유량 조절 수단으로서 유로의 단면적을 조절하는 유량 밸브(53)를 예시하고 있으나, 펄스 폭 변조방식을 이용하여 상기 유량 밸브의 개폐를 주기적으로 반복하여 단위시간당 유입되는 유량을 조절할 수도 있다.
또한, 상기 유량조절부(50)는 유량 밸브(53)의 제어수단으로서 스테핑 모터(52)를 예시하고 있으나, 상기 스테핑 모터(52)이외에 상기 유량 밸브(53)를 제어할 수 있는 어떠한 수단이라도 사용될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 비데는 히터, 제1입수라인, 출수라인, 제2입수라인, 유량 조절부 및 중앙제어장치(MCU: Main Controller Unit)를 포함할 수 있다.
상기 히터, 제1입수라인, 출수라인, 제2입수라인는 앞서 설명한 온수 공급 장치의 구성과 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
상기 유량 조절부는 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 상기 제2입수라인의 유량을 조절할 수 있다.
상기 중앙제어장치는, 상기 유량 조절부의 동작을 제어할 수 있으며, 더불어 일반적인 비데에서 사용되는 중앙제어장치의 기능 및 작용을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 비데의 중앙제어장치(80) 및 유량 조절부(90)에 대하여 도4를 참조하여 구체적으로 살펴본다.
중앙제어장치(80)는 상기 비데에 구비되어 상기 비데의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 상기 중앙제어장치(80)는 일반적인 비데의 중앙제어장치가 가지는 기능을 수행할 수 있으며, 추가적으로 상기 유량조절부(90)의 동작을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 중앙제어장치(80)는 복수의 신호(a, b, c, d)를 입력받아 목표수온을 가지는 온수를 공급하기 위하여 필요한 상기 히터의 출수 온도를 계산할 수 있다. 상기 계산된 히터의 출수 온도와 실제 히터 출수 온도의 측정값을 비교하여 그 차이값이 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 유량을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
따라서, 상기 중앙제어장치(80)는 앞서 설명한 제어부(51)의 구성과 동일한 기능을 수행할 수 있다. 다만, 상기 중앙제어장치(80)는 생성한 제어신호를 상기 유량조절부(90)의 스테핑 모터(91)로 전송하여 제어한다는 점에서 차이가 있다.
유량 조절부(90)는 스테핑 모터(91)와 유량 밸브(92)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 유량 조절부(90)는 온수공급장치의 유량 조절부(50)와 유사하지만, 제어부(51)의 구성을 포함하고 있지 않으며, 상기 제어부(51)의 기능은 상기 중앙제어장치(80)가 대신 수행할 수 있다.
상기 스테핑 모터(91)는 상기 중앙제어장치(80)의 입력에 따라 정해진 각도만큼 회전하여 상기 유량 밸브(92)의 개폐정도를 조절할 수 있다.
상기 스테핑 모터(91) 및 유량 밸브(92)는 앞서 설명한 온수공급장치의 스테핑 모터 및 유량 밸브의 구성과 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
도시하지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치를 이용한 온수 제어 방법는 초기설정 단계, 목표출수온도센서값 계산 단계, 출수온도비교단계 및 유량밸브제어단계를 포함할 수 있다.
초기설정 단계는, 제2입수라인이 최대 유량의 50%의 유량을 상기 출수라인으로 공급하도록 설정할 수 있다. 이를 위해서 상기 제2입수라인에 구비된 유량밸브의 개폐정도를 제어할 수 있다.
목표출수온도센서값 계산 단계는, 목표수온을 얻기 위하여 히터로부터 토출된 물이 가져야 하는 물의 온도를 계산할 수 있다. 상기의 목표출수온도센서값의 계산은 앞서 설명한바와 같으므로 여기서는 설명을 생략한다. 상기 목표출수온도센서값을 통하여 상기 히터의 유입된 물에 대한 가열정도를 결정할 수 있다.
출수온도비교단계는, 상기 계산된 목표출수온도센서값과 실제 측정된 출수온도센서값을 비교하여 그 차이값에 따라서, 상기 제2입수라인이 상기 출수라인으로 공급하는 물의 양을 제어할 수 있다. 상기 출수온도비교단계는 먼저 상기 차이값이 기 설정된 범위를 넘는 지 여부를 판단할 수 있다. 만약 상기 차이값이 예를 들어 0.5도 정도의 차이밖에 나지 않는다면 실제 목표수온과 비슷하므로, 별도의 유량 제어를 할 필요가 없으며, 50%의 개폐정도를 유지할 수 있다.
다만, 상기 차이값이 기 설정된 범위, 예를 들어 -0.5 ~ +0.5도를 벗어난다면, 제2입수라인의 유량을 제어하여 상기 차이값이 상기 기설정된 범위내로 유지되도록 할 수 있다.
상기 제2입수라인의 유량 제어를 위하여, 상기 제2입수라인에 구비될 수 있는 유량밸브에게 제어신호를 전송할 수 있다.
유량밸브제어단계는, 상기 출수온도비교단계에서 얻은 결과를 이용하여 실제로 제2입수라인의 유량을 제어할 수 있다.
즉, 상기의 예와 같이 상기 차이값이 +0.5도 초과라면, 상기 유량밸브를 더 개방하여 상기 히터가 공급하는 물에 차가운 물이 더 포함되도록 할 수 있다. 반대로, 상기 차이값이 -0.5도 미만이라면, 상기 유량밸브를 더 닫아 상기 히터가 공급하는 물에 차가운 물이 포함되는 양을 줄일 수 있다.
상기 유량밸브의 개폐는 스테핑 모터에 의하여 제어될 수 있다.
도5은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 공급 장치에서 출수되는 물의 온도를 나타내는 그래프이다.
도5을 참조하면, 점선은 종래의 온수공급장치에 의한 결과이고, 실선은 본 발명에 의한 온수공급장치에 의한 결과이다.
도5을 살펴보면, 점선에 비하여 실선 그래프가 목표수온을 기준으로 출수온도가 크게 요동치지 않고 안정적으로 유지되는 모습을 볼 수 있다. 이는 상기 점선과 같이 출수온도가 목표수온보다 높아지려고 할 때, 상기 유량 조절부에서 제2입수라인으로부터 유입되는 물의 양을 증가시켜 출수온도의 급격한 상승을 방지하였으며, 반대로 상기 출수온도가 목표수온보다 낮아지려고 할 때에는, 상기 유량 조절부에서 제2입수라인으로부터 유입되는 물의 양을 감소시켜 출수온도가 낮아지는 것을 방지하였기 때문이다.
따라서, 상기 본 발명에 의한 온수공급장치는, 상기 히터에 의하여 가열된 물의 수온이 상기 유량 또는 목표수온의 변화에 의하여 급격하게 변화하더라도, 상기 온수공급장치에서 출수되는 물의 수온은 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 히터
20: 제1입수라인
30: 출수라인
40: 제2입수라인
50: 유량 조절부 51: 제어부
52: 스테핑 모터 53: 유량 밸브
60: 입수온도센서
70: 출수온도센서
80: 중앙제어장치(MCU: Main Controller Unit)

Claims (12)

  1. 유입되는 물을 가열하는 히터;
    상기 히터로 물을 공급하는 제1입수라인;
    상기 히터에서 가열된 물이 토출되는 출수라인;
    상기 제1입수라인에서 분기되어 상기 출수라인과 연결되는 제2입수라인; 및
    상기 제2입수라인을 통해 상기 출수라인으로 공급하는 제2입수라인의 유량을 조절하는 유량 조절부를 포함하는 온수 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1입수라인의 일 지점에 입수온도센서를 구비하고, 상기 출수라인의 일 지점에 출수온도센서를 구비하는 온수 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서 상기 유량 조절부는,
    상기 출수온도센서의 측정값에 따라 상기 제2입수라인 유량을 조절하는 온수 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서 상기 유량 조절부는,
    유량밸브를 구비하고,
    상기 유량밸브의 개폐정도를 조절하여 상기 제2입수라인 유량을 조절하는 온수 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서 상기 유량 조절부는,
    Figure pat00005

    에 의하여 계산된 목표출수온도센서값과 상기 출수온도센서에서 측정된 값의 차이에 따라 상기 유량밸브의 개폐정도를 조절하는 온수 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서 상기 유량 조절부는,
    상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정값이 크면 상기 유량 밸브를 기 설정된 값만큼 더 개방하고, 상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정된 값이 작으면, 상기 유량밸브를 기 설정된 값만큼 더 닫히도록 제어하는 온수 공급 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서 상기 유량 조절부는,
    상기 유량밸브의 개폐정도를 스테핑 모터를 이용하여 제어하는 온수 공급 장치.
  8. 유입되는 물을 가열하는 히터;
    상기 히터로 물을 공급하는 제1입수라인;
    상기 히터에서 가열된 물이 토출되는 출수라인;
    상기 제1입수라인에서 분기되어 상기 출수라인과 연결되는 제2입수라인;
    상기 제2입수라인을 통해 상기 출수라인으로 공급하는 제2입수라인의 유량을 조절하는 유량 조절부; 및
    상기 유량 조절부의 동작을 제어하는 중앙제어장치를 포함하는 비데.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1입수라인의 일 지점에 입수온도센서를 구비하고, 상기 출수라인의 일 지점에 출수온도센서를 구비하는 비데.
  10. 제9항에 있어서 상기 중앙제어장치는,
    상기 출수온도센서의 센싱값에 따라 상기 유량조절부의 개폐를 조절하는 비데.
  11. 제10항에 있어서 상기 중앙제어장치는,
    Figure pat00006

    에 의하여 계산된 목표출수온도센서값과 상기 출수온도센서에서 측정된 값의 차이에 따라 상기 유량 조절부의 개폐 정도를 조절하는 비데.
  12. 제10항에 있어서 상기 중앙제어장치는,
    상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정값이 크면 상기 유량 밸브를 기 설정된 값만큼 더 개방하고, 상기 목표출수온도센서값보다 상기 출수온도센서의 측정된 값이 작으면, 상기 유량밸브를 기 설정된 값만큼 더 닫히도록 제어하는 비데.
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