KR20190002926A - 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수를 예열하는 다양한 모드를 하나의 온수공급장치에서 구현함으로써 온수공급장치의 호환성을 향상시킬 수 있는 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 온수공급장치는, 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치에 있어서, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관; 상기 예열모드시 상기 내부직수유입관에서 열교환기 및 내부온수공급관 방향으로 물을 순환시키는 순환펌프; 상기 예열모드시 상기 제1연결관을 통한 물의 유동을 허용하는 적어도 하나의 순환밸브를 포함한다.

Description

예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법{Hot water supply apparatus having pre-heating function and the control method thereof}

본 발명은 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 온수를 사용하기 전에 미리 온수를 예열할 수 있는 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

온수공급장치는 직수를 단시간 내에 소정의 온도로 가열시켜 사용자가 편리하게 온수를 사용할 수 있도록 공급하는 장치이다.

이러한 온수공급장치는 기름 또는 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물을 사용자의 필요에 따라 제공하도록 구성되어 있다.

사용자가 온수를 사용하기 위해 수전에 구비된 온수 밸브를 열고 온수 운전이 작동되어 온수가 적정한 온도로 가열되는 동안에는 온수 배출구를 통해서 차가운 물이 배출되어 그대로 버려지게 되므로 물 에너지의 낭비를 초래하고 사용자는 적정 온도의 온수가 공급될 때까지 기다려야 하므로 온수 사용이 불편한 문제점이 있었다.

도 1은 종래의 온수공급장치가 구비된 온수 예열 시스템을 보여주는 도면으로서, 온수공급장치(1)는, 직수가 유입되는 내부직수유입관(3), 버너(미도시)의 연소에 의해 상기 직수와 열교환이 이루어지는 열교환기(2), 상기 열교환기(2)에서 가열된 온수가 공급되는 내부온수공급관(4)을 포함한다.

상기 온수공급장치(1)의 외부에는 직수가 유입되는 외부직수유입관(21), 내부온수공급관(4)을 통해 배출된 온수를 수전(31,32)에 공급하기 위한 외부온수공급관(22), 상기 수전(31,32)에 직수를 공급하기 위한 외부직수공급관(23)이 구비되어 있다.

상기 수전(31,32)과 외부직수유입관(21) 사이에는 리턴관(11)이 설치되어 있고, 상기 리턴관(11)에 순환펌프(12)와 서모스탯(thermostat)(13)이 설치되어 있어, 배관 내부의 물의 온도가 일정 온도 이하가 되면 순환펌프(12)가 가동되고, 버너의 연소에 의해 물이 가열되고, 가열된 물의 온도가 일정 온도 이상이 되면 순환펌프(12)가 정지되도록 하여 온수공급장치(1)의 외부에 온수 예열을 위한 구성들이 구비되어 있다.

이와 같은 온수 예열 시스템의 경우 온수공급장치(1)의 외부에 별도의 리턴관(11)이 설치되어 있어야 하고, 상기 리턴관(11)에 순환펌프(12)와 서모스탯(13)을 설치해야 한다. 상기 리턴관(11)은 건물 신축시 온수의 예열을 고려하여 설치되는 경우도 있지만, 리턴관(11)이 건물 신축시 설치되지 않은 경우에는 온수공급장치(1)의 외부에 설치된 배관 내부의 물은 예열을 할 수가 없는 문제점이 있다.

도 2는 종래의 온수공급장치가 구비된 다른 온수 예열 시스템을 보여주는 도면으로서, 도 2(a)는 리턴관(11)이 구비되지 않은 경우로서, 온수공급장치(1) 내부에 내부직수유입관(3)과 내부온수공급관(4) 사이를 연결하는 연결관(5), 상기 연결관(5) 상에 구비된 순환펌프(6)가 구비된다. 온수를 예열하기 위한 예열모드시 순환펌프(6)가 가동되고, 버너에서 연소가 이루어지면, 순환펌프(6)에 의해 유동하는 물은 연결관(5), 내부직수유입관(3), 열교환기(2), 내부온수공급관(4), 연결관(5)을 통해 온수공급장치(1)의 내부를 순환하면서 예열된다.

도 2(b)는 리턴관(11)이 구비된 경우로서, 내부직수유입관(3) 상에 구비된 순환펌프(6)가 가동되고, 버너에서 연소가 이루어지면, 순환펌프(6)에 의해 유동하는 물은 내부직수유입관(3), 열교환기(2), 온수공급관(4,22), 리턴관(11), 직수유입관(21,3)을 통해 온수공급장치(1)의 내부 및 외부를 순환하면서 예열된다.

상기 리턴관(11)이 설치되어 있지 않은 경우에는 도 3에 나타난 바이패스밸브(40;thermal by pass valve)를 세면대 수전에 설치하여 온수 예열 시스템을 구성할 수 있다. 상기 바이패스밸브(40)는 온수입구(42)와 온수출구(43), 직수입구(44)와 직수출구(45) 사이에 구비되는 것으로서, 연결몸체(41)의 내부에 바이메탈에 의해 일정 온도 이상이 되면 유로가 차단되고, 일정 온도 이하가 되면 유로가 형성되어 순환이 가능하도록 구성된 밸브이다.

도 4는 도 3의 바이패스밸브가 설치된 온수 예열 시스템을 보여주는 도면으로서, 예열모드시 순환펌프(6)에 의해 유동하는 물이 온수공급장치(1)의 내부에서 수전(31,32)까지 순환하면서 버너에 의해 가열된다.

상기 바이패스밸브(40)는 리턴관(11)이 없어도 간단하게 설치함으로써 예열 시스템을 구성할 수 있다. 그러나, 바이패스밸브(40)는 그 내부 유로를 통해 순환하는 유량이 약 2LPM 이하로 매우 작다. 이와 같이 유량이 작은 경우에는 온수공급장치(1)에서는 빈번하게 연소 및 정지동작이 반복되고, 이에 따라 배관 내부의 온수의 온도를 일정하게 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

온수를 예열하기 위한 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2013-0126299호가 공개되어 있다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온수를 예열하는 다양한 모드를 하나의 온수공급장치에서 구현함으로써 온수공급장치의 호환성을 향상시킬 수 있는 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

또한, 온수 예열시 버너의 연소 및 정지동작이 반복되는 것을 방지할 수 있는 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

또한, 온수 예열 도중에 사용자의 온수 사용을 감지할 수 있고, 온수 사용을 감지한 경우 온수 예열 모드를 종료하고 온수공급모드로 전환할 수 있는 온수공급장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

또한, 온수 예열 시 온수공급장치 내부의 배관과 외부의 배관 사이에 온수 온도의 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 온수공급장치 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 예열 기능이 구비된 온수공급장치는, 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치에 있어서, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관; 상기 예열모드시 상기 내부직수유입관에서 열교환기 및 내부온수공급관 방향으로 물을 순환시키는 순환펌프; 상기 예열모드시 상기 제1연결관을 통한 물의 유동을 허용하는 적어도 하나의 순환밸브를 포함한다.

상기 예열모드시, 상기 순환밸브에서 상기 제1연결관과 내부직수유입관 사이의 연통을 차단시킨 상태에서 상기 순환펌프를 동작시켜, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 상기 내부직수유입관을 순차 순환하도록 하는 외부순환모드로 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.

상기 예열모드시, 상기 순환밸브에서 상기 제1연결관과 내부직수유입관 사이를 연통시킨 상태에서 상기 순환펌프를 동작시켜, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 제1연결관, 상기 내부직수유입관을 순차 순환하도록 하는 내부순환모드로 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.

상기 제1연결관의 일측은 상기 내부온수공급관에 연결되고; 상기 제1연결관의 타측과 내부직수유입관 사이에는 제1분기관과 제2분기관이 병렬로 분기되어 연결되고; 상기 외부순환모드시, 상기 순환하는 물은 상기 온수공급장치 외부의 배관, 제2분기관, 제1분기관, 내부직수유입관으로 순차 유동할 수 있다.

상기 상기 제1연결관의 일측은 상기 내부온수공급관에 연결되고; 상기 제1연결관의 타측과 내부직수유입관 사이에는 제1분기관과 제2분기관이 병렬로 분기되어 연결되고; 상기 내부순환모드시, 상기 순환하는 물은 상기 제1연결관, 제1분기관, 내부직수유입관으로 순차 유동할 수 있다.

상기 제1분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제1교차점의 위치가 상기 제2분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제2교차점의 위치보다 더 내측이고; 상기 순환펌프는 상기 제1분기관 상에 구비될 수 있다.

상기 제1분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제1교차점과 상기 제2분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제2교차점이 구비되고; 상기 제1교차점과 제2교차점 사이의 상기 내부직수유입관 상에는 상기 제2교차점에서 제1교차점 방향으로의 유동은 허용하되, 그 역방향의 유동을 방지하는 체크밸브가 구비될 수 있다.

상기 제1분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제1교차점과 상기 제2분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제2교차점이 구비되고; 상기 제1교차점과 제2교차점 사이의 상기 내부직수유입관 상에는 상기 내부직수유입관을 유동하는 물의 흐름을 감지하기 위한 흐름감지부가 구비될 수 있다.

상기 순환밸브는 상기 제1연결관과 제1분기관과 제2분기관의 교차점에 구비된 삼방밸브로 이루어져, 상기 제1연결관과 제1분기관 사이를 연결하거나, 상기 제1분기관과 제2분기관 사이를 연결할 수 있다.

상기 순환밸브는, 상기 제1연결관의 내부유로를 개폐하는 제1순환밸브와, 상기 제2분기관의 내부유로를 개폐하는 제2순환밸브로 이루어지고; 상기 외부순환모드시 상기 제1순환밸브는 닫히고, 상기 제2순환밸브는 개방될 수 있다.

상기 순환밸브는, 상기 제1연결관의 내부유로를 개폐하는 제1순환밸브와, 상기 제2분기관의 내부유로를 개폐하는 제2순환밸브로 이루어지고; 상기 내부순환모드시 상기 제1순환밸브는 개방되고, 상기 제2순환밸브는 닫히는 것일 수 있다.

상기 제1연결관에 구비된 상기 순환밸브는, 사용자에게 온수를 공급하는 경우 개방되어 상기 내부직수유입관을 유동하는 직수의 일부를 상기 내부온수공급관을 유동하는 온수에 혼합하고; 상기 예열모드시 개방되어 상기 순환펌프의 동작에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 제1연결관, 상기 내부직수유입관을 순차 순환하도록 하는 것일 수 있다.

상기 순환펌프는, 상기 제1연결관과 내부직수유입관의 교차점과 상기 열교환기의 입구 사이를 연결하는 내부직수유입관 상에 구비될 수 있다.

상기 제1연결관과 내부온수공급관이 교차하는 교차점과 상기 순환밸브 사이의 상기 제1연결관 상에는 상기 내부온수공급관에서 순환밸브 방향으로의 유동은 허용하되, 그 반대방향의 유동을 차단하는 체크밸브가 구비될 수 있다.

상기 내부온수공급관 상에는 상기 열교환기를 통과한 물이 저장되는 버퍼탱크가 구비될 수 있다.

본 발명의 온수공급장치의 제어방법은, a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계; b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되도록 순환밸브를 개방하고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 제1연결관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 내부순환모드가 수행되는 단계; c) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;를 포함한다.

본 발명의 온수공급장치의 제어방법은, 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서, a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계; b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 차단되도록 순환밸브를 폐쇄하고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 외부순환모드가 수행되는 단계; c) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;를 포함한다.

본 발명의 온수공급장치의 제어방법은, 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관 을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서, a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계; b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되도록 순환밸브를 개방하고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 제1연결관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 내부순환모드가 수행되는 단계; c) 상기 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되지 않도록 상기 순환밸브를 폐쇄하고, 상기 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 외부순환모드가 수행되는 단계; d) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;를 포함한다.

본 발명의 온수공급장치의 제어방법은, 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서, a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계; b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되도록 순환밸브를 개방하고, 순환펌프의 가동에 의해, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 제1연결관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 내부순환과, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 외부순환이 동시에 이루어지는 단계; c) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계를 포함한다.

상기 b)단계의 내부순환 후 버너의 연소를 정지시킨 상태에서 상기 c)단계의 외부순환으로 전환할 수 있다.

상기 예열모드가 진행되는 도중에 상기 내부직수유입관 상에 구비된 흐름감지부에서 사용자의 온수 사용을 감지하면, 상기 예열모드를 종료시키고, 사용자에게 온수를 공급하는 온수공급모드로 전환할 수 있다.

상기 온수공급모드로의 전환시 상기 내부직수유입관을 유동하는 물이 상기 제1연결관을 통해 상기 내부온수공급관으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.

상기 내부순환모드가 진행되는 도중에 상기 내부직수유입관 상에 구비된 흐름감지부에서 사용자의 온수 사용을 감지하면, 상기 제1연결관을 통해 물의 유동이 차단되도록 상기 순환밸브의 연결방향을 설정하거나 개폐가 이루어질 수 있다.

상기 예열시작조건과 예열정지조건의 판단은, 상기 물의 온도가 설정온도로 감지되는지 여부 또는 상기 예열을 시작하거나 정지하기까지 설정시간의 경과여부 또는 상기 설정온도의 감지여부와 설정시간의 경과여부의 조합에 의해 결정될 수 있다.

본 발명의 온수공급장치의 제어방법은, 열교환기(110)에서 가열된 물이 온수공급장치의 내부를 순환하는 내부순환모드와, 열교환기(110)에서 가열된 물이 온수공급장치의 내부와 외부를 경유하여 순환하는 외부순환모드가 제어부에 설정되고; 상기 내부순환모드가 선택된 경우 제17항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어지고; 상기 외부순환모드가 선택된 경우 제18항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어질 수 있다.

상기 제어부에는 상기 내부순환모드 후 외부순환모드가 연속하여 이루어지는 연속순환모드가 설정되고; 온수를 예열하기 위해 상기 연속순환모드가 선택된 경우 제19항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어질 수 있다.

상기 제어부는 상기 내부순환모드와 외부순환모드가 동시에 이루어지는 동시순환모드가 설정되고; 온수를 예열하기 위해 상기 동시순환모드가 선택된 경우 제20항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 하나의 온수공급장치에서 내부순환모드와 외부순환모드를 포함하는 다양한 예열모드를 구현함으로써 온수공급장치의 호환성을 향상시키고, 제품 관리를 효율적으로 할 수 있다.

또한, 온수 예열시 버너의 연소 및 정지동작이 반복되는 것을 방지함으로써 버너의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 온수 예열 도중에 사용자의 온수 사용을 감지할 수 있고, 온수 사용을 감지한 경우 예열모드에서 온수공급모드로 전환함으로써 사용자에게 신속하게 온수를 공급할 수 있다.

또한, 온수 예열 시 온수공급장치 내부의 배관과 외부의 배관 사이에 온수 온도의 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 특히 바이패스밸브가 수전에 구비된 경우에는 내부순환과 외부순환을 동시에 수행함으로써 온수 온도 편차를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 온수공급장치가 구비된 온수 예열 시스템을 보여주는 도면
도 2는 종래의 온수공급장치가 구비된 다른 온수 예열 시스템을 보여주는 도면
도 3은 수전에 설치되는 바이패스밸브를 보여주는 사시도
도 4는 도 3의 바이패스밸브가 설치된 온수 예열 시스템을 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 온수공급장치를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 온수공급장치를 보여주는 도면
도 7은 도 5의 온수공급장치에서 내부순환모드로 가동되는 상태를 보여주는 도면
도 8은 도 5의 온수공급장치에서 내부순환모드로 가동 중 온수 사용을 감지한 경우를 보여주는 도면
도 9는 도 5의 온수공급장치에서 외부순환모드로 가동되는 상태를 보여주는 도면
도 10은 도 5의 온수공급장치에서 외부순환모드로 가동 중 온수 사용을 감지한 경우를 보여주는 도면
도 11은 도 5의 온수공급장치에서 연속순환모드의 내부순환모드로 가동되는 상태를 보여주는 도면
도 12는 도 11의 내부순환모드에서 외부순환모드로 전환된 상태를 보여주는 도면
도 13은 본 발명의 제3실시예에 의한 온수공급장치를 보여주는 도면
도 14는 본 발명의 제4실시예에 의한 온수공급장치를 보여주는 도면

이하 본 발명 예열 기능이 구비된 온수공급장치 및 그 제어방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5를 참조하여 제1실시예에 의한 온수공급장치에 대해 설명한다.

본 발명에 의한 온수공급장치(100)는, 직수가 유입되는 내부직수유입관(120), 상기 내부직수유입관(120)을 통해 유입된 직수를 버너(미도시)의 연소열에 의해 가열하는 열교환기(110), 상기 열교환기(110)에서 가열된 온수를 사용자에게 공급하기 위한 내부온수공급관(121), 상기 내부직수유입관(120)과 내부온수공급관(121) 사이를 연결하는 제1연결관(122), 예열모드시 상기 내부직수유입관(120)에서 열교환기(110) 및 내부온수공급관(121) 방향으로 물을 순환시키는 순환펌프(130), 예열모드시 상기 제1연결관(122)을 통한 물의 유동을 허용하는 순환밸브(150), 예열모드시 상기 버너와 순환펌프(130)와 순환밸브(150)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

상기 예열모드는, 사용자에게 온수를 공급하기 전에 미리 배관 내부의 물을 예열하는 제어모드로서, 온수공급장치(100) 내부에 있는 배관의 물을 온수공급장치(100) 내부를 순환시키면서 예열하는 내부순환모드와, 온수공급장치(100) 내부에 있는 배관 뿐만 아니라 외부직수유입관(21)과 외부온수공급관(22)을 포함하여 온수공급장치(100) 외부에 있는 배관의 물을 온수공급장치(100)의 내부와 외부를 순환시키면서 예열하는 외부순환모드로 이루어진다.

상기 제어부에는 예열이 시작되는 예열시작조건과 예열이 정지되는 예열정지조건이 설정되어 있다. 상기 예열시작조건과 예열정지조건이 물의 온도에 의해 결정되는 경우에는 예열시작온도와 예열정지온도를 설정할 수 있고, 상기 예열시작조건과 예열정지조건이 경과시간에 의해 결정되는 경우에는 예열시작시점과 예열정지시점을 경과시간으로 설정할 수도 있으며, 상기 설정된 온도의 도달여부와 설정된 시간의 경과여부의 조합에 의해 결정할 수도 있다. 상기 예열시작온도와 예열정지온도는 온도센서(142)에서 측정된 온도를 기준으로 설정할 수 있다.

상기 내부직수유입관(120)은 온수공급장치(100)의 외부에 구비된 외부직수유입관(21)에 연결되고, 상기 내부온수공급관(121)은 온수공급장치(100)의 외부에 구비된 외부온수공급관(22)에 연결된다. 상기 외부온수공급관(22)은 사용자에게 온수를 공급하는 수전(31,32; 도 7)에 연결된다.

상기 제1연결관(122)의 일측은 내부온수공급관(121)에 연결되고, 상기 제1연결관(122)의 타측과 내부직수유입관(120) 사이에는 제1분기관(123)과 제2분기관(124)이 병렬로 분기되어 연결된다. 이 경우 상기 제1분기관(123)이 내부직수유입관(120)에 연결되는 제1교차점(120a)의 위치가 상기 제2분기관(124)이 내부직수유입관(120)에 연결되는 제2교차점(120b)의 위치보다 온수공급장치(100)의 더 내측에 위치한다.

상기 순환밸브(150)는 상기 제1연결관(122)과 제1분기관(123)과 제2분기관(124)이 교차하는 지점에 구비된 삼방밸브로 이루어진다. 상기 순환밸브(150)는 내부순환모드시 도 5에서 A로 표시된 방향(이하, 제1방향이라 한다)인 제1연결관(122)이 제1분기관(123)으로 연결되도록 하고, 도 5에서 B로 표시된 방향(이하, 제2방향이라 한다)인 제1연결관(122)이 제2분기관(124)으로 연결되는 것을 차단한다. 또한, 상기 순환밸브(150)는 외부순환모드시 제2방향으로 연결되도록 하고, 제1방향으로 연결되는 것을 차단한다.

상기 순환밸브(150)와 내부온수공급관(121) 사이의 제1연결관(122)상에는 내부온수공급관(121)에서 순환밸브(150) 방향으로의 유동은 허용하되, 그 역방향의 유동을 차단하는 체크밸브(146)가 구비된다.

상기 순환펌프(130)는 제1분기관(123)상에 구비되어, 순환펌프(130)가 동작하면 배관 내부의 물은 제1분기관(123), 내부직수유입관(120), 열교환기(110), 내부온수공급관(121) 방향으로 유동하게 된다.

상기 제1교차점(120a)과 제2교차점(120b) 사이의 내부직수유입관(120)상에는 상기 내부직수유입관(120)을 유동하는 물의 흐름을 감지하기 위한 흐름감지부(140)와, 제2교차점(120b)에서 제1교차점(120a) 방향으로의 유동은 허용하되 그 역방향의 유동을 차단하는 체크밸브(141)가 구비된다.

또한, 상기 내부직수유입관(120) 상에는 유량조절밸브(147)와 온도센서(142)와 순환유량센서(143)가 순차 구비된다.

한편, 온수 사용량이 많을 때는 사용자에게 공급되는 온수의 온도가 낮을 수가 있다. 이와 같이 온수 사용량이 많을 때 유량조절밸브(147)에서 직수유입관(120)을 통해 공급되는 물의 유량을 줄여 수전(31,32)을 통해 사용자에게 공급되는 온수의 온도를 조절할 수 있다.

상기 온도센서(142)는 내부직수유입관(120)을 유동하는 물의 온도를 측정한다.

상기 순환유량센서(143)는 제1교차점(120a)과 열교환기(110) 사이의 내부직수유입관(120)상에 구비되어, 예열모드시 순환되는 유량을 감지함으로써 순환펌프(130)의 동작 여부를 판단할 수 있다.

상기 내부온수공급관(121) 상에는 내부온수공급관(121)을 유동하는 물의 온도를 측정하기 위한 온도센서(144,145)가 구비된다.

또한, 상기 내부온수공급관(121) 상에는 내부온수공급관(121)을 유동하는 물을 저장하도록 일정 용량을 갖는 버퍼탱크(160)가 구비된다. 물의 온도가 예열시작온도가 되면 버너의 연소에 의해 예열이 시작되는데, 만약 배관 내부의 물 용량이 충분하지 않으면, 물의 온도가 예열정지온도까지 빨리 상승하게 된다. 또한, 예열정지온도에 도달 후 버너의 연소를 정지시키면 배관 내부의 물 용량이 충분하지 않으므로 물 온도가 예열시작온도까지 빨리 하락하게 된다. 이로 인해 버너의 온/오프(On/Off)가 반복되므로 부품의 내구성이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 버퍼탱크(160)에는 열교환기(110)에서 가열된 물이 일정 용량 저장되므로, 온수 예열을 위해 물이 순환될 때 배관 내부의 물 용량을 충분히 확보할 수 있으므로 온수 온도의 편차를 줄여줄 수 있어 버너의 온/오프(On/Off)가 반복되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 내부직수유입관(120)과 내부온수공급관(121) 사이를 연결하는 제2연결관(125)이 구비된다. 상기 제2연결관(125) 상에는 사용자에게 온수를 공급하는 경우 개방되어 상기 내부직수유입관(120)을 유동하는 직수를 상기 내부온수공급관(121)을 유동하는 온수에 혼합함으로써 사용자에게 공급되는 온수의 온도를 조절하기 위한 믹싱밸브(148)가 구비된다. 상기 믹싱밸브(148)는 온수의 온도를 조절하기 위해 밸브의 개도를 조절함으로써 혼합되는 직수의 양을 조절하게 된다.

제어부에는 내부순환모드와 외부순환모드를 비롯하여 후술하는 연속순환모드와 동시순환모드가 설정될 수 있다. 이와 같이 다양한 예열모드가 제어부에 미리 설정된 상태에서 온수공급장치(100)를 설치하는 경우 상기 복수의 예열모드 중 어느 하나를 선택하게 된다. 이러한 예열모드 중 어느 모드를 선택할 것인지는, 수전(31,32)에 리턴관(11)이 연결되어 있는지 여부, 도 3과 도 4에서 설명한 바이패스밸브(40)가 수전(31,32)에 구비되어 있는지 여부에 따라 달라지게 된다. 이와 같이 온수공급장치(100)를 설치할 때 온수 시스템에 맞도록 모드를 선택하게 되면, 이후 온수 예열은 그 선택된 모드에 따라 자동으로 가동된다.

도 6을 참조하여 제2실시예에 의한 온수공급장치에 대해 설명한다.

제2실시예에 의한 온수공급장치(100-1)는, 순환밸브(150)가 삼방밸브 대신 2개의 순환밸브(150-1a,150-1b)로 이루어져 있다는 점에서만 차이가 있고, 나머지 구성은 제1실시예와 동일하다.

상기 순환밸브(150-1a,150-1b)는, 제1연결관(122)상에 구비되어 제1연결관(122)의 내부유로를 개폐하는 제1순환밸브(150-1a)와, 제2분기관(124)상에 구비되어 제2분기관(124)의 내부유로를 개폐하는 제2순환밸브(150-1b)로 이루어진다.

상기 외부순환모드시 상기 제1순환밸브(150-1a)는 닫히고, 상기 제2순환밸브(150-1b)는 개방된다. 이와 반대로 상기 내부순환모드시 상기 제1순환밸브(150-1a)는 개방되고, 상기 제2순환밸브(150-1b)는 닫힌다.

도 7을 참조하여 제1실시예에 의한 온수공급장치(100)에서 내부순환모드가 이루어지는 과정에 대해 설명한다.

도 7의 경우 수전(31,32)에 리턴관(11)이 연결되어 있지 않으므로, 내부순환모드로 제어가 이루어진다. 배관 내부의 물의 온도가 미리 설정된 예열시작온도가 된 것으로 온도센서에 의해 감지되면, 순환밸브(150)는 제1방향으로 연결이 설정되고, 순환펌프(130)가 가동되며, 버너에서 연소가 이루어져 열교환기(110)를 통과하는 물이 가열된다. 상기 열교환기(110)에서 가열된 물은 내부온수공급관(121), 제1연결관(122), 내부직수유입관(120)을 순차 통과한 후 다시 열교환기(110)로 유동함으로써 온수공급장치(100) 내부를 순환하게 된다. 그 후 물의 온도가 미리 설정된 예열정지온도에 도달한 것으로 감지되면, 순환펌프(130)와 버너의 가동을 정지시킨다.

도 8을 참조하여 제1실시예에 의한 온수공급장치(100)에서 내부순환모드로 가동 중에 사용자가 온수를 사용하는 경우에 대해 설명한다.

도 7에서 설명한 바와 같이 내부순환모드로 가동되는 도중에 사용자가 온수를 사용하게 되면, 외부직수유입관(21)을 통해 직수가 온수공급장치(100) 내부의 내부직수유입관(120)으로 유입된다. 이 경우 흐름감지부(140)에서 직수의 흐름을 감지하게 되고, 이 감지된 정보로부터 사용자가 온수를 사용한다고 판단되면, 순환밸브(150)의 연결방향을 제1방향에서 제2방향으로 전환하고, 순환펌프(130)의 가동을 정지시킨다. 또한, 믹싱밸브(148)를 개방하여 내부온수공급관(121)을 통해 유동하는 온수에 직수를 혼합하여 온수 온도를 조절하게 된다. 상기 내부온수공급관(121)을 유동하는 온수는 온수공급장치(100) 외부의 외부온수공급관(22)을 통과한 후 수전(31,32)을 통해 사용자에게 공급된다.

이 경우 순환밸브(150)의 연결방향을 제1방향에서 제2방향으로 전환하는 것으로 예시하였으나, 체크밸브(146)가 구비된 경우에는 순환밸브(150)의 연결방향을 제2방향으로 전환하지 않더라도 직수가 내부온수공급관(121)을 유동하는 온수에 혼합되지 않는다. 또한, 순환밸브(150)의 연결방향을 제2방향으로 전환되도록 설정하였으나, 순환밸브(150)가 고장나서 제2방향으로 전환되지 않고 제1방향을 유지하더라도 체크밸브(146)가 구비되어 있음으로 인해 직수가 온수에 혼합되지 않는다.

도 9를 참조하여 제1실시예에 의한 온수공급장치(100)에서 외부순환모드가 이루어지는 과정에 대해 설명한다.

도 9의 경우 수전(31,32)에 리턴관(11)이 연결되어 있으므로, 외부순환모드로 제어가 이루어진다. 배관 내부의 물의 온도가 미리 설정된 예열시작온도가 된 것으로 온도센서에 의해 감지되면, 순환밸브(150)는 제2방향으로 연결이 설정되고, 순환펌프(130)가 가동되며, 버너에서 연소가 이루어져 열교환기(110)를 통과하는 물이 가열된다. 상기 열교환기(110)에서 가열된 물은 내부온수공급관(121), 온수공급장치(100) 외부의 외부온수공급관(22)과 리턴관(11) 및 외부직수유입관(21), 온수공급장치(100) 내부의 내부직수유입관(120), 제2분기관(124), 제1분기관(123), 내부직수유입관(120)을 순차 통과한 후 다시 열교환기(110)로 유동함으로써 온수공급장치(100) 내부와 외부를 순환하게 된다. 그 후 물의 온도가 미리 설정된 예열정지온도에 도달한 것으로 감지되면, 순환펌프(130)와 버너의 가동을 정지시킨다. 이 경우 순환펌프(130)와 버너의 가동 정지 시점을 서로 다르게 설정할 수도 있다. 물의 온도가 예열정지온도가 되면 상기 버너의 가동을 정지시키는 것으로 설정하고, 예열시작시점부터 예열종료시점까지 경과시간으로 설정하게 되면 상기 버너의 가동이 정지된 후에도 순환펌프(130)는 가동 상태를 유지할 수도 있다. 온수공급장치(100) 내부의 배관과 외부의 배관은 외부 기온에 따라 온도 편차가 발생할 수 있는데, 상기와 같이 경과시간을 기준으로 예열모드를 가동시키면 내부와 외부 배관의 온도 편차를 줄일 수 있다.

도 10을 참조하여 제1실시예에 의한 온수공급장치(100)에서 외부순환모드로 가동 중에 사용자가 온수를 사용하는 경우에 대해 설명한다.

순환펌프(130)는 제1분기관(123)상에 설치되어 있으므로, 도 9의 외부순환모드가 가동되는 경우 제1교차점(120a)과 제2교차점(120b) 사이에 구비된 흐름감지부(140)에서는 물의 흐름이 감지되지 않거나, 감지되더라도 매우 적은 유량으로 감지된다. 이 상태에서 사용자가 온수를 사용하게 되면, 외부직수유입관(21)을 통해 온수공급장치(100) 내부의 내부직수유입관(120)으로 유입되는 직수의 유량이 커지게 된다. 따라서 흐름감지부(140)에서 직수의 흐름이 감지되므로, 제어부는 사용자에 의한 온수 사용으로 판단할 수 있다.

온수를 사용하는 것으로 판단되면, 순환밸브(150)의 연결방향을 그대로 유지하고, 순환펌프(130)의 가동을 정지시킨다. 또한, 믹싱밸브(148)를 개방하여 직수를 온수에 혼합하여 온수 온도를 맞추게 된다. 온수공급관(121,22)을 통해 유동하는 온수는 수전(31,32)을 통해 사용자에게 공급된다.

도 11과 도 12를 참조하여 수전(31)에 바이패스밸브(40)가 설치된 경우의 예열모드에 대해 설명한다.

상기 바이패스밸브(40)는 수전(31)에 연결된 외부온수공급관(22)과 외부직수공급관(23) 사이에 구비되어, 온수의 온도가 일정 온도 이상이 되면 외부온수공급관(22)과 외부직수공급관(23) 사이를 차단하고, 온수의 온도가 일정 온도 이하가 되면 외부온수공급관(22)과 외부직수공급관(23) 사이를 연통시키도록 되어 있다.

상기 바이패스밸브(40)가 구비된 경우에는 내부순환모드와 외부순환모드가 연속하여 수행되는 연속순환모드로 제어가 이루어진다.

배관 내부의 물의 온도가 미리 설정된 예열시작온도가 된 것으로 온도센서에 의해 감지되면, 도 7에서 설명한 것과 동일한 방법으로 내부순환모드로 가동된다.

상기 내부순환모드의 가동에 의해 배관 내부의 물의 온도가 일정 온도까지 상승하게 되면, 버너의 연소를 정지시킨다. 그 후 순환밸브(150)를 제2방향으로 연결되도록 연결방향을 전환시킨 상태에서 도 9에서 설명한 것과 동일한 방법으로 외부순환모드로 가동하면, 내부순환모드에서 가열된 물을 이용하여 온수공급장치(100) 외부 배관의 물을 예열하게 된다. 그 후 물의 온도가 일정 온도 이하가 되면 다시 내부순환모드와 외부순환모드가 반복적으로 수행된다. 이 경우 내부순환과 외부순환은 경과시간으로 시작과 정지시점을 설정할 수 있다. 또한, 물의 온도와 경과시간을 조합하여, 내부순환은 물의 온도를 기준으로 시작과 정지시점을 설정하고, 외부순환은 경과시간으로 시작과 정지시점을 설정할 수도 있다.

상기 바이패스밸브(40)는 그 내부 유로를 통해 순환하는 유량이 매우 작으므로, 외부순환모드만으로 온수를 예열하게 되면 유량이 매우 작아 버너의 연소에 의해 물의 온도가 매우 급격히 변화하게 된다. 따라서 잦은 연소 및 정지동작이 반복된다.

본 발명은 내부순환모드를 통해 온수공급장치(100) 내부의 물을 먼저 예열시킨 후, 버너의 연소를 정지시킨 상태에서, 예열된 물을 이용하여 외부순환모드로 순환함으로써 버너의 연소에 의한 물의 온도가 급격히 변화하는 것을 방지하여 잦은 연소 및 정지동작이 반복되는 것을 방지할 수 있다.

상기 연속순환모드에서 내부순환모드로 가동 중에 사용자가 온수를 사용하는 경우에는 도 8에서 설명한 것과 동일한 과정에 의해 사용자에게 온수를 공급하고, 외부순환모드로 가동 중에 사용자가 온수를 사용하는 경우에는 도 10에서 설명한 것과 동일한 과정에 의해 사용자에게 온수를 공급하게 된다.

도 13을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 온수공급장치에 대해 설명한다.

제3실시예에 의한 온수공급장치(100-2)는, 순환밸브(150-2)가 온/오프(On/Off)로 개폐가 이루어지는 1개의 개폐밸브로 이루어져 있고, 제1연결관(122-2)은 그 양측 단부가 내부직수유입관(120)과 내부온수공급관(121)에 각각 연결되어 있고, 순환펌프(130-2)가 내부직수유입관(120) 상에 구비되어 있으며, 내부직수유입관(120) 상에 체크밸브(141)가 구비되어 있지 않다는 점에서만 차이가 있고, 나머지 구성은 제1실시예와 동일하다.

상기 온수공급장치(100-2)는 수전(31,32)에 리턴관(11)이 연결되어 있지 않은 경우에는 내부순환모드로 가동되고, 수전(31,32)에 리턴관(11)이 연결되어 있는 경우에는 외부순환모드로 가동되며, 수전(31,32)에 바이패스밸브(40)가 구비된 경우에는 온수공급장치(100-2)의 내부 뿐만 아니라 외부를 동시에 순환하는 동시순환모드로 가동된다. 이는 후술하는 제4실시예의 경우에도 동일하다.

상기 내부순환모드로 가동되면, 순환밸브(150-2)가 개방되고, 순환펌프(130-2)가 가동되며, 버너에서 연소가 이루어져 열교환기(110)를 통과하는 물을 가열한다. 상기 가열된 물은 내부온수공급관(121), 제1연결관(122-2), 내부직수유입관(120), 열교환기(110)를 순차 순환하면서 예열된다.

상기 외부순환모드로 가동되면, 순환밸브(150-2)가 폐쇄되고, 순환펌프(130-2)가 가동되며, 버너에서 연소가 이루어져 열교환기(110)를 통과하는 물을 가열한다. 상기 가열된 물은 내부온수공급관(121), 리턴관(11)을 포함하여 온수공급장치(100-2)의 외부에 연결된 배관, 내부직수유입관(120), 열교환기(110)를 순차 순환하면서 예열된다.

상기 동시순환모드로 가동되면, 순환밸브(150-2)가 개방되고, 순환펌프(130-2)가 가동되며, 버너에서 연소가 이루어져 열교환기(110)를 통과하는 물을 가열한다. 상기 가열된 물은 내부온수공급관(121), 제1연결관(122-2)을 통해 내부직수유입관(120)으로 유동함으로써 내부순환이 이루어진다. 이와 동시에 상기 가열된 물은 내부온수공급관(121), 외부온수공급관(22), 바이패스밸브(40), 외부직수공급관(23), 외부직수유입관(21)을 순차 거친 후 온수공급장치(100-2) 내부의 내부직수유입관(120)으로 유동함으로써 외부순환이 이루어진다. 이 경우 바이패스밸브(40)를 통과하는 유량이 매우 작기 때문에, 내부순환 및 외부순환이 동시에 이루어지더라도 온수공급장치(100-2) 외부에 구비된 배관(21,22,23)의 물은 충분한 온도로 예열되지 않을 수 있다. 따라서 예열시작과 종료시점을 경과시간으로 설정함으로써 온수공급장치(100-2) 외부의 배관(21,22,23)의 물이 충분한 온도로 예열되도록 설정할 수 있고, 이로 인해 온수공급장치(100-2) 내부의 배관과 외부의 배관 사이에 온도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 동시순환모드로 가동되면, 배관 내부의 물은 온수공급장치(100-2)의 내부 배관과 외부 배관을 통해 분산되어 유동하게 되므로, 전체 유량이 커지게 된다. 따라서 바이패스밸브(40)가 설치됨으로 인해 온수공급장치(100-2)의 외부 배관을 통해 순환하는 유량이 작더라도 온수공급장치(100-2)의 내부 배관을 통해 순환하는 유량이 합쳐져 큰 유량이 열교환기(110)로 유동하므로, 종래 바이패스밸브(40)를 통과하는 유량이 작음으로 인해 온수 예열시 온도 편차가 발생해 버너의 연소 및 정지동작이 반복되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 흐름감지부(140)는 제1연결관(122-2)과 내부직수유입관(120)이 교차하는 제3교차점(120c)과 내부직수유입관(120)의 입구부 사이에 구비되어 있다.

내부순환모드시 흐름감지부(140)가 설치된 배관 내부에는 물이 흐르지 않는다. 이 상태에서 사용자가 온수를 사용하게 되면 흐름감지부(140)에서 물의 흐름을 감지하게 되므로, 사용자의 온수 사용을 감지할 수 있다. 사용자의 온수 사용을 감지하면, 순환밸브(150-2)는 닫고, 순환펌프(130-2)의 가동을 정지시킨다.

외부순환모드시에는 흐름감지부(140)가 설치된 배관 내부에도 물이 흐른다. 외부순환모드시 흐름감지부(140)에서 감지된 유량보다 사용자가 온수를 사용하면 내부직수유입관(120)을 유동하는 유량이 더 증가하게 된다. 따라서 이 두 유량의 차이로부터 사용자의 온수 사용 여부를 판단할 수 있다.

다만, 외부순환모드시에는 흐름감지부(140)에서 온수 사용 여부를 감지하지 못하더라도 버너에서 계속 연소중이므로 사용자에게 공급되는 온수의 온도를 맞출 수 있다. 따라서 온수 사용 여부를 감지하지 못하더라도 사용자의 온수 사용에는 지장이 없다.

도 14를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 의한 온수공급장치에 대해 설명한다.

제4실시예에 의한 온수공급장치(100-3)는, 순환밸브(150-3)가 온/오프(On/Off)만 이루어지는 개폐밸브 대신 개도량 조절이 가능한 개도조절밸브로 이루어져 있고, 제1연결관(122-2) 상에 체크밸브(146)에 대응되는 구성이 구비되어 있지 않고, 제2연결관(125)과 믹싱밸브(148)가 구비되어 있지 않다는 점에서만 차이가 있고, 나머지 구성은 제3실시예와 동일하다.

제4실시예에서 내부순환모드와 외부순환모드 및 동시순환모드는 제3실시예에서 설명한 것과 동일한 방법에 의해 수행된다.

이 경우 사용자의 온수 순환을 감지한 경우에는 순환펌프(130-2)의 가동을 정지시켜 예열모드를 종료하고, 온수공급모드로 전환한다. 이 경우 순환밸브(150-3)를 개방시키되 개도량을 조절함으로써 온수에 직수를 혼합하여 온수의 온도를 조절하기 위한 믹싱밸브의 기능을 수행할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하면, 하나의 온수공급장치에서 내부순환모드와 외부순환모드와 연속순환모드 및 동시순환모드를 포함하는 다양한 예열모드를 구현함으로써 온수공급장치의 호환성을 향상시키고, 제품 관리를 효율적으로 할 수 있다. 또한, 온수 예열시 버너의 연소 및 정지동작이 반복되는 것을 방지함으로써 버너의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 온수 예열 도중에 사용자의 온수 사용을 감지할 수 있고, 온수 사용을 감지한 경우 예열모드에서 온수공급모드로 전환함으로써 사용자에게 신속하게 온수를 공급할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

1, 100, 100-1,100-2,100-3 : 온수공급장치
2, 110 : 열교환기 3, 120 : 내부직수유입관
4,121 : 내부온수공급관 11 : 리턴관
21 : 외부직수유입관 22 : 외부온수공급관
23 : 외부직수공급관 31,32 : 수전
40 : 바이패스밸브 120a : 제1교차점
120b : 제2교차점 120c : 제3교차점
122,122-2 : 제1연결관 123 : 제1분기관
124 : 제2분기관 125 : 제2연결관
130,130-2 : 순환펌프 140 : 흐름감지부
141,146 : 체크밸브 142,144,145 : 온도센서
143 : 순환유량센서 147 : 유량조절밸브
148 : 믹싱밸브 150,150-2,150-3 : 순환밸브
150-1a : 제1순환밸브 150-1b : 제2순환밸브

Claims (27)

1. 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치에 있어서,
   상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관;
   상기 예열모드시 상기 내부직수유입관에서 열교환기 및 내부온수공급관 방향으로 물을 순환시키는 순환펌프;
   상기 예열모드시 상기 제1연결관을 통한 물의 유동을 허용하는 적어도 하나의 순환밸브;
   를 포함하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
2. 제1항에 있어서,
   상기 예열모드시, 상기 순환밸브에서 상기 제1연결관과 내부직수유입관 사이의 연통을 차단시킨 상태에서 상기 순환펌프를 동작시켜, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 상기 내부직수유입관을 순차 순환하도록 하는 외부순환모드로 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
3. 제1항에 있어서,
   상기 예열모드시, 상기 순환밸브에서 상기 제1연결관과 내부직수유입관 사이를 연통시킨 상태에서 상기 순환펌프를 동작시켜, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 제1연결관, 상기 내부직수유입관을 순차 순환하도록 하는 내부순환모드로 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1연결관의 일측은 상기 내부온수공급관에 연결되고;
   상기 제1연결관의 타측과 내부직수유입관 사이에는 제1분기관과 제2분기관이 병렬로 분기되어 연결되고;
   상기 외부순환모드시, 상기 순환하는 물은 상기 온수공급장치 외부의 배관, 제2분기관, 제1분기관, 내부직수유입관으로 순차 유동하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1연결관의 일측은 상기 내부온수공급관에 연결되고;
   상기 제1연결관의 타측과 내부직수유입관 사이에는 제1분기관과 제2분기관이 병렬로 분기되어 연결되고;
   상기 내부순환모드시, 상기 순환하는 물은 상기 제1연결관, 제1분기관, 내부직수유입관으로 순차 유동하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 제1분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제1교차점의 위치가 상기 제2분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제2교차점의 위치보다 더 내측이고;
   상기 순환펌프는 상기 제1분기관 상에 구비된 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 제1분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제1교차점과 상기 제2분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제2교차점이 구비되고;
   상기 제1교차점과 제2교차점 사이의 상기 내부직수유입관 상에는 상기 제2교차점에서 제1교차점 방향으로의 유동은 허용하되, 그 역방향의 유동을 방지하는 체크밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 제1분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제1교차점과 상기 제2분기관이 내부직수유입관에 연결되는 제2교차점이 구비되고;
   상기 제1교차점과 제2교차점 사이의 상기 내부직수유입관 상에는 상기 내부직수유입관을 유동하는 물의 흐름을 감지하기 위한 흐름감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
9. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 순환밸브는 상기 제1연결관과 제1분기관과 제2분기관의 교차점에 구비된 삼방밸브로 이루어져, 상기 제1연결관과 제1분기관 사이를 연결하거나, 상기 제1분기관과 제2분기관 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
10. 제4항에 있어서,
    상기 순환밸브는, 상기 제1연결관의 내부유로를 개폐하는 제1순환밸브와, 상기 제2분기관의 내부유로를 개폐하는 제2순환밸브로 이루어지고;
    상기 외부순환모드시 상기 제1순환밸브는 닫히고, 상기 제2순환밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
11. 제5항에 있어서,
    상기 순환밸브는, 상기 제1연결관의 내부유로를 개폐하는 제1순환밸브와, 상기 제2분기관의 내부유로를 개폐하는 제2순환밸브로 이루어지고;
    상기 내부순환모드시 상기 제1순환밸브는 개방되고, 상기 제2순환밸브는 닫히는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결관에 구비된 상기 순환밸브는,
    사용자에게 온수를 공급하는 경우 개방되어 상기 내부직수유입관을 유동하는 직수의 일부를 상기 내부온수공급관을 유동하는 온수에 혼합하고;
    상기 예열모드시 개방되어 상기 순환펌프의 동작에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 제1연결관, 상기 내부직수유입관을 순차 순환하도록 하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
13. 제12항에 있어서,
    상기 순환펌프는, 상기 제1연결관과 내부직수유입관의 교차점과 상기 열교환기의 입구 사이를 연결하는 내부직수유입관 상에 구비된 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
14. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결관과 내부온수공급관이 교차하는 교차점과 상기 순환밸브 사이의 상기 제1연결관 상에는 상기 내부온수공급관에서 순환밸브 방향으로의 유동은 허용하되, 그 반대방향의 유동을 차단하는 체크밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
15. 제1항에 있어서,
    상기 내부온수공급관 상에는 상기 열교환기를 통과한 물이 저장되는 버퍼탱크가 구비된 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치
16. 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서,
    a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계;
    b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되도록 순환밸브를 개방하고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 제1연결관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 내부순환모드가 수행되는 단계;
    c) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;
    를 포함하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
17. 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서,
    a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계;
    b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 차단되도록 순환밸브를 폐쇄하고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 외부순환모드가 수행되는 단계;
    c) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;
    를 포함하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
18. 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관 을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서,
    a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계;
    b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되도록 순환밸브를 개방하고, 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 제1연결관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 내부순환모드가 수행되는 단계;
    c) 상기 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되지 않도록 상기 순환밸브를 폐쇄하고, 상기 순환펌프의 가동에 의해 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 외부순환모드가 수행되는 단계;
    d) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;
    를 포함하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
19. 내부직수유입관을 통해 유입된 직수를 열교환기에서 가열하여 내부온수공급관을 통해 온수를 공급하되, 예열모드시 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 내부의 물을 미리 예열하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법에 있어서,
    a) 예열시작조건이 충족되었는지 판단하는 단계;
    b) 상기 예열시작조건이 충족되면, 상기 내부직수유입관과 내부온수공급관 사이를 연결하는 제1연결관을 통해 물의 유동이 허용되도록 순환밸브를 개방하고, 순환펌프의 가동에 의해, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 제1연결관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 내부순환과, 상기 열교환기에서 가열된 물이 상기 내부온수공급관, 상기 내부온수공급관과 내부직수유입관에 연결된 배관으로서 온수공급장치의 외부에 구비된 배관, 내부직수유입관을 순차 순환하는 외부순환이 동시에 이루어지는 단계;
    c) 상기 예열에 의해 예열정지조건이 충족되면, 상기 순환펌프의 가동을 정지시키는 단계;
    를 포함하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
20. 제18항에 있어서,
    상기 b)단계의 내부순환 후 버너의 연소를 정지시킨 상태에서 상기 c)단계의 외부순환으로 전환하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
21. 제16항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 예열모드가 진행되는 도중에 상기 내부직수유입관 상에 구비된 흐름감지부에서 사용자의 온수 사용을 감지하면, 상기 예열모드를 종료시키고, 사용자에게 온수를 공급하는 온수공급모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
22. 제21항에 있어서,
    상기 온수공급모드로의 전환시 상기 내부직수유입관을 유동하는 물이 상기 제1연결관을 통해 상기 내부온수공급관으로 유입되는 것이 차단되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
23. 제16항 또는 제18항에 있어서,
    상기 내부순환모드가 진행되는 도중에 상기 내부직수유입관 상에 구비된 흐름감지부에서 사용자의 온수 사용을 감지하면, 상기 제1연결관을 통해 물의 유동이 차단되도록 상기 순환밸브의 연결방향을 설정하거나 개폐가 이루어지는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
24. 제17항 내지 제20항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 예열시작조건과 예열정지조건의 판단은, 상기 물의 온도가 설정온도로 감지되는지 여부 또는 상기 예열을 시작하거나 정지하기까지 설정시간의 경과여부 또는 상기 설정온도의 감지여부와 설정시간의 경과여부의 조합에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
25. 열교환기에서 가열된 물이 온수공급장치의 내부를 순환하는 내부순환모드와, 열교환기에서 가열된 물이 온수공급장치의 내부와 외부를 경유하여 순환하는 외부순환모드가 제어부에 설정되고;
    상기 내부순환모드가 선택된 경우 제17항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어지고;
    상기 외부순환모드가 선택된 경우 제18항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
26. 제25항에 있어서,
    상기 제어부에는 상기 내부순환모드 후 외부순환모드가 연속하여 이루어지는 연속순환모드가 설정되고;
    온수를 예열하기 위해 상기 연속순환모드가 선택된 경우 제19항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법
27. 제25항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 내부순환모드와 외부순환모드가 동시에 이루어지는 동시순환모드가 설정되고;
    온수를 예열하기 위해 상기 동시순환모드가 선택된 경우 제20항에 기재된 제어방법에 따라 온수예열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 구비한 온수공급장치의 제어방법

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