KR20180027791A - 온수 생성 장치, 온수 생성 장치를 포함하는 비데 및 온수 생성 장치의 제어 방법 - Google Patents

온수 생성 장치, 온수 생성 장치를 포함하는 비데 및 온수 생성 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치는 외부로부터 교류전원이 입력되는 전원 입력부, 상기 교류전원의 크기를 감지하는 전원 감지부, 유입되는 물을 가열시켜 온수를 생성하는 히터부, 상기 유입되는 물의 입수온도를 감지하는 입수온도 센서, 상기 히터부에 의해 생성된 온수의 출수온도를 감지하는 출수온도 센서 및 상기 입력되는 교류전원을 이용해 상기 온수의 출수온도가 목표온도가 되도록 상기 히터부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 전압 감지부에 의해 감지된 교류전압의 크기 및 상기 입수온도에 기초하여 상기 히터부를 제어하며, 상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기를 초과하고, 상기 출수온도가 기 설정된 시간이 경과하도록 상기 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 전원 입력부로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단하여 상기 히터부로 보상전력을 제공한다.

Description

온수 생성 장치, 온수 생성 장치를 포함하는 비데 및 온수 생성 장치의 제어 방법{WATER HEATING DEVICE, BIDET HAVING THE SAME AND METHOD FOR CONTROLLING WATER HEATING DEVICE}
본 발명은 온수 생성 장치, 온수 생성 장치를 포함하는 비데 및 온수 생성 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 비데(Bidet)는, 용변 후, 휴지를 사용하지 않고 노즐에서 분사되는 세정수로 용변자의 항문이나 여성의 국부를 세정한 후, 항문이나 국부 주위에 잔존하는 물기를 건조기에서 공급되는 온풍으로 건조시키는 장치로, 최근에는 위생에 대한 관심이 높아지면서 남녀노소 모두가 폭넓게 사용하고 있다.
종래에는, 왜곡된 교류전원이 입력되는 경우, 실제 입력되는 전원의 크기와 왜곡에 의해 오인지되는 전원의 크기 사이의 차이가 발생할 수 있으며, 왜곡된 교류전원의 크기가 실제 입력되는 전원의 크기보다 큰 것으로 인식되는 경우, 종래의 비데는 제공되는 전력은 목표온도를 갖는 온수를 생성하기 위해 필요한 전력보다 작기 때문에 목표온도를 갖는 온수를 생성할 수 없게 되는 문제점이 있다.
하기의 특허문헌 1은 비데의 온수장치에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 특허등록공보 제10-1561927호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 온수 생성 장치로 입력되는 교류전원의 왜곡여부를 감지할 수 있으며, 교류전원이 왜곡되어 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 히터부로 보상전력을 제공함으로써 목표온도의 온수를 생성할 수 있는 온수 생성 장치, 온수 생성 장치를 포함하는 비데 및 온수 생성 장치의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치는 외부로부터 교류전원이 입력되는 전원 입력부, 상기 교류전원의 크기를 감지하는 전원 감지부, 유입되는 물을 가열시켜 온수를 생성하는 히터부, 상기 유입되는 물의 입수온도를 감지하는 입수온도 센서, 상기 히터부에 의해 생성된 온수의 출수온도를 감지하는 출수온도 센서 및 상기 입력되는 교류전원을 이용해 상기 온수의 출수온도가 목표온도가 되도록 상기 히터부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 전압 감지부에 의해 감지된 교류전압의 크기 및 상기 입수온도에 기초하여 상기 히터부를 제어하며, 상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기를 초과하고, 상기 출수온도가 기 설정된 시간이 경과하도록 상기 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 전원 입력부로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단하여 상기 히터부로 보상전력을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 출수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 상기 보상전력을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 입수온도에 따라 가중치를 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전원 감지부는 상기 입력되는 교류전원의 진폭을 이용하여 상기 교류전원의 크기를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 온수 생성 장치를 포함하는 비데가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치의 제어 방법은 외부로부터 입력되는 교류전원의 크기를 감지하는 단계, 유입되는 물의 입수온도를 감지하는 단계, 입수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 히터부에 공급하기 위한 전력을 산출하는 단계, 상기 산출된 전력을 히터부로 제공하여 온수를 생성하는 단계, 상기 온수의 출수온도를 감지하는 단계, 상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기를 초과하고, 상기 출수온도가 기 설정된 시간이 경과하도록 상기 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 전원 입력부로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단하는 단계, 상기 출수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 상기 보상전력을 산출하는 단계 및 상기 보상전력을 히터부로 제공하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 보상전력을 산출하는 단계는 상기 입수온도에 따라 상기 보상전력에 가중치를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 온수 생성 장치로 입력되는 교류전원의 왜곡여부를 감지할 수 있으며, 교류전원이 왜곡되어 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 히터부로 보상전력을 제공함으로써 사용자가 원하는 온도의 온수를 생성하여 제공할 수 있으며, 전원이 불안전하거나 전원 왜곡이 있는 지역에서도 원하는 온도의 온수를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 제어부가 히터부를 제어하기 위해 전력을 제공하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치는 전원 입력부(110), 전원 감지부(120), 히터부(130), 입수온도 센서(140), 출수온도 센서(150) 및 제어부(160)을 포함한다.
전원 입력부(110)는 온수 생성 장치를 구동시키기 위한 교류전원이 외부로부터 입력된다.
전원 감지부(120)는 전원 입력부(110)로 입력되는 교류전원의 크기를 감지할 수 있다. 여기서 전원 감지부(120)는 상기 교류전원의 진폭을 이용하여 교류전원의 크기를 감지할 수 있다.
히터부(130)는 유입되는 물을 가열하여 온수를 생성할 수 있다. 여기서, 히터부(130)는 복수개의 히터를 포함할 수 있다. 히터부(130)는 제어부(160)의 제어에 의해 공급되는 전력에 의해 구동될 수 있다.
입수온도 센서(140)는 히터부(130)로 유입되는 물의 입수온도를 측정하여 입수온도값을 생성할 수 있다. 입수온도 센서(140)는 히터부(130)로 물이 유입되는 유로에 배치될 수 있다. 입수온도 센서(140)는 온도에 따른 저항값의 변화를 측정하는 써미스터(Thermistor)를 포함하여 주변의 온도 변화를 감지할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 온도 센서라도 가능하다. 입수온도 센서(140)는 유입되는 물의 입수온도를 측정하여 생성한 입수온도값을 제어부(160)로 전송할 수 있다.
출수온도 센서(150)는 히터부(130)에 의해 생성된 온수의 출수온도를 측정하여 출수온도값을 생성할 수 있다. 출수온도 센서(150)는 히터부(130)에서 온수가 출수되는 유로에 배치될 수 있다. 출수온도 센서(150)는 온도에 따른 저항값의 변화를 측정하는 써미스터(Thermistor)를 포함하여 주변의 온도 변화를 감지할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 온도 센서라도 가능하다. 출수온도 센서(150)는 히터부(130)에 의해 생성된 온수의 출수온도를 측정하여 생성한 출수온도값을 제어부(160)로 전송할 수 있다.
제어부(160)는 전원 입력부(110)를 통해 입력되는 교류전원을 이용해 히터부(130)로 전력을 제공함으로써 온수를 생성할 수 있다.
여기서, 제어부(160)는 입수온도 센서(140)로부터 입력되는 입수온도와 기 설정되거나 사용자로부터 입력되는 목표온도 사이의 온도차, 히터부(130)로 유입되는 물의 유량, 상기 물의 비열에 기초하여 히터부(130)에 공급할 전력을 산출할 수 있으며, 상기 전력을 히터부(130)로 제공할 수 있다.
여기서, 전원 입력부(110)로 왜곡된 교류전원이 입력되는 경우, 진폭을 이용하여 교류전원의 크기를 감지하는 전원 감지부(120)는 실제 입력되는 교류전원의 크기보다 더 큰 교류전원이 입력되는 것으로 인식할 수 있다.
이 경우, 제어부(160)는 상기 인식된 크기의 교류전원값을 이용하여 목표온도를 갖는 온수를 생성하기 위한 히터부(130)로 공급할 전력값을 산출하고, 상기 산출된 전력값을 가지는 전력을 히터부(130)로 제공하게 된다.
여기서, 실제 히터부(130)로 제공되는 전력은 목표온도를 갖는 온수를 생성하기 위해 필요한 전력보다 작기 때문에 히터부(130)는 목표온도를 갖는 온수를 생성할 수 없게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 제어부(160)는 상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기(여기서, 기 설정된 크기는 정상(왜곡되지 않은) 교류전원의 크기에 따라 정해질 수 있다.
예컨대, 전원 입력부(110)로 220V의 가정용 교류전원이 입력되는 경우, 상기 기 설정된 크기는 264V일 수 있다)를 초과하고, 출수온도 센서(150)로부터 입력되는 출수온도가 기 설정된 시간(예컨대, 10초)이 경과하도록 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 전원 입력부(110)로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 보상전력을 히터부(130)로 공급함으로써, 히터부(130)에 의해 생성되는 온수의 출수온도가 목표온도에 도달하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(160)는 출수온도 센서(150)로부터 입력되는 출수온도가 기 설정된 시간(예컨대, 10초)이 경과하도록 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 출수온도와 목표온도 사이의 온도차, 유량 및 물의 비열에 기초하여 보상전력을 산출할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 상기 산출한 보상전력을 히터부(130)로 제공함에 있어서, 히터부(130)로 유입되는 입수온도에 따라 상기 보상전력에 가중치를 적용하여 제공할 수 있다.
구체적으로, 제어부(160)는 기 설정된 입수온도 구간별 가중치에 대한 룩업 테이블을 참조하여 가중치를 적용할 수 있다. 여기서, 상기 가중치는 입수온도가 낮을수록 큰 값을 가질 수 있다.
예를 들면, 제어부(160)는 입수온도가 9℃ 미만인 경우, 상기 산출된 보상전력에 4배를 가중치로 적용하고, 입수온도가 9℃ 이상, 14℃ 미만인 경우, 상기 산출된 보상전력에 3배를 가중치로 적용하며, 입수온도가 14℃ 이상인 경우, 상기 산출된 보상전력에 1배를 가중치로 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(160)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 이들의 조합일 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1의 제어부가 히터부를 제어하기 위해 전력을 제공하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
일 실시예에 따르면, 히터부(130)는 제1 히터와 제2 히터를 포함할 수 있으며, 제어부(160)는 제1 히터와 제2 히터에 공급하는 전력을 제어함으로써 히터부(130)에 의해 생성되는 온수의 출수온도를 조절할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에서, 제어부(160)는 제1 히터는 위상제어방식(a)으로 공급되는 전력을 제어할 수 있으며, 제2 히터는 반파의 개수를 조절(b)함으로써 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
입수온도와 목표온도 사이의 온도차가 작은 경우, 제1 히터만 구동시키는 경우, 제어부(160)는 제1 히터에 제공되는 전력의 위상을 증가시킴으로써 히터부(130)에 보상전력을 제공할 수 있다.
이와 달리, 제1 히터와 제2 히터 모두 구동되고 있는 경우, 제어부(160)는, 도 3에서와 같이, 제2 히터에 제공되는 반파의 개수를 증가시킴으로써 히터부(130)에 보상전력을 제공할 수 있다.
여기서, 제어부(160)는 히터부(130)가 최대 전력량으로 구동되고 있는 경우, 제2 히터로 제공되는 전력을 증가시키기 위해 제1 히터의 저항값을 증가시키거나, 제2 히터의 저항값을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 도 1 내지 도 3의 온수 생성 장치를 포함하여, 히터부(130)에 의해 가열된 온수를 제공하는 비데(미도시)가 있을 수 있다.
이하에서는, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치의 제어 방법을 설명한다.
다만, 이하의 온수 생성 장치의 제어 방법은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 온수 생성 장치에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 또는 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 서술하지 아니한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치의 제어 방법은 전원 감지부(120)가 외부로부터 전원 입력부(110)로 입력되는 교류전원의 크기를 감지하는 단계(S100), 입수온도 센서(140)가 히터부(130)로 유입되는 물의 입수온도를 감지하는 단계(S200), 제어부(160)가 입수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 히터부(130)에 공급하기 위한 전력을 산출하는 단계(S300), 제어부(160)가 상기 산출된 전력을 히터부(130)로 제공하여 온수를 생성하는 단계(S400), 출수온도 센서(150)가 상기 온수의 출수온도를 감지하는 단계(S500), 제어부(160)가 상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기를 초과하고, 상기 출수온도가 기 설정된 시간이 경과하도록 상기 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 전원 입력부(110)로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단하는 단계(S600), 제어부(160)가 상기 출수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 보상전력을 산출하는 단계(S700) 및 제어부(160)가 상기 보상전력을 히터부(130)로 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 보상전력을 산출하는 단계(S700)는 상기 산출한 보상전력에 대하여 입수온도에 따라 보상전력에 가중치를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
110: 전원 입력부
120: 전원 감지부
130: 히터부
140: 입수온도 센서
150: 출수온도 센서
160: 제어부

Claims (7)

  1. 외부로부터 교류전원이 입력되는 전원 입력부;
    상기 교류전원의 크기를 감지하는 전원 감지부;
    유입되는 물을 가열시켜 온수를 생성하는 히터부;
    상기 유입되는 물의 입수온도를 감지하는 입수온도 센서;
    상기 히터부에 의해 생성된 온수의 출수온도를 감지하는 출수온도 센서; 및
    상기 입력되는 교류전원을 이용해 상기 온수의 출수온도가 목표온도가 되도록 상기 히터부를 제어하는 제어부; 를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 전압 감지부에 의해 감지된 교류전압의 크기 및 상기 입수온도에 기초하여 상기 히터부를 제어하며,
    상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기를 초과하고, 상기 출수온도가 기 설정된 시간이 경과하도록 상기 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 전원 입력부로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단하여 상기 히터부로 보상전력을 제공하는 온수 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 출수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 상기 보상전력을 산출하는 온수 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 입수온도에 따라 가중치를 적용하는 온수 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전원 감지부는,
    상기 입력되는 교류전원의 진폭을 이용하여 상기 교류전원의 크기를 감지하는 온수 생성 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온수 생성 장치를 포함하는 비데.
  6. 외부로부터 입력되는 교류전원의 크기를 감지하는 단계;
    유입되는 물의 입수온도를 감지하는 단계;
    입수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 히터부에 공급하기 위한 전력을 산출하는 단계;
    상기 산출된 전력을 히터부로 제공하여 온수를 생성하는 단계;
    상기 온수의 출수온도를 감지하는 단계;
    상기 교류전원의 크기가 기 설정된 크기를 초과하고, 상기 출수온도가 기 설정된 시간이 경과하도록 상기 목표온도에 도달하지 못하는 경우, 상기 전원 입력부로 입력되는 교류전원이 왜곡된 것으로 판단하는 단계;
    상기 출수온도와 목표온도 사이의 온도차에 기초하여 상기 보상전력을 산출하는 단계; 및
    상기 보상전력을 히터부로 제공하는 단계;
    를 포함하는 온수 생성 장치의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보상전력을 산출하는 단계는,
    상기 입수온도에 따라 상기 보상전력에 가중치를 적용하는 단계를 더 포함하는 온수 생성 장치의 제어 방법.

KR1020160114883A 2016-09-07 2016-09-07 온수 생성 장치를 포함하는 비데 KR102594368B1 (ko)

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