KR20190116835A

KR20190116835A - 정수기 및 정수기의 제어방법

Info

Publication number: KR20190116835A
Application number: KR1020180039908A
Authority: KR
Inventors: 남현식; 기두찬; 김봉진; 이장석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-10-15
Also published as: US11312606B2; US20210032085A1; WO2019194453A1

Abstract

본 발명에 따른 정수에는, 냉각수를 교반하여 상기 냉각수와 상기 쿨링코일을 열교환시키는 교반기; 상기 교반기를 회전시키기 위하여 상기 교반기에 체결되고, 영이 아닌 적어도 두 개의 회전속도로 동작이 가능한 모터; 및 상기 모터의 회전속도를 제어하는 컨트롤 어셈블리가 포함된다.

Description

정수기 및 정수기의 제어방법{WATER PURIFIER AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 정수기 및 정수기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 물을 걸러 불순물을 제거하는 기구로서 가정용으로 많이 사용되고 있다.

가정용 정수기의 경우 수도와 연결되어 수돗물에 함유된 부유물이나 유해성분 등을 필터를 이용하여 제거하게 되며, 사용자의 조작에 따라 원하는 만큼의 물을 정수하여 취출할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 가정용 정수기는 정수는 물론 온수와 냉수의 취출이 가능한 다양한 제품이 출시되고 있다. 그리고, 근래에는 크기가 작고 다양한 설치환경에 설치될 수 있는 정수기가 개발되고 있다.

대한민국공개특허 10-2017-0063452에는, 냉각수를 수용하는 쿨링탱크, 상기 쿨링탱크의 내부에 마련되는 증발기, 및 정수된 물이 통과하고 상기 냉각수에 의해서 냉각되는 쿨링코일이 포함되는 정수기가 개시된다. 상기 냉각수는 상기 증발기로부터 냉기를 얻고 상기 쿨링코일로 냉기를 공급한다. 결국, 상기 냉각수를 교반하여 원활한 열전달작용이 일어나도록 하기 위하여, 모터 및 상기 모터에 의해서 냉각수를 교반하기 위하여 온오프 동작하는 교반기가 더 포함된다.

그러나, 종래 기술에 의한 정수기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 정수기로부터 연속적으로 출수할 때에는 점진적으로 출수온도가 올라가서 연속 출수의 뒷단계에서는 소비자가 냉수를 얻을 수 없다. 소비자가 냉수로서 만족하는 최적 온도는 12-14도씨의 범위이지만, 연속출수시에는 상기 최적 온도를 넘어서게 된다.

둘째, 연속 출수에 대응하기 위하여 상기 냉각수의 온도를 낮추는 경우에는, 초기 출수온도가 지니치게 낮고, 냉동 시스템의 지나친 구동을 위하여 많은 에너지가 소모된다.

셋째, 냉수로서 상기 최적 온도에 대한 개인적 편차를 고려하지 않고 있기 때문에, 소비자는 정해져 있는 온도의 냉수만을 공급받는다.

대한민국공개특허 10-2017-0063452

본 발명은, 정수기의 연속 출수 시에, 출수 초기와 출수 종기의 온도편차를 줄이는 정수기 및 정수기의 제어방법을 제안한다.

본 발명은, 정수기 내부 냉각수를 적정 온도로 유지하여 지나친 에너지 소비를 줄이는 정수기의 제어방법을 제안한다.

본 발명은, 소비자가 원하는 냉수온도에 대응하여 냉수를 공급할 수 있는 정수기 및 정수기의 제어방법을 제안한다.

본 발명에 따른 정수기에는, 쿨링 탱크 내부의 내부 공간에 놓이고 상기 정수가 흐르는 쿨링 코일; 냉각수를 교반하여 상기 냉각수와 상기 쿨링코일을 열교환시키는 교반기; 상기 교반기를 회전시키기 위하여 상기 교반기에 체결되고, 영이 아닌 적어도 두 개의 회전속도로 동작이 가능한 모터; 및 상기 모터의 회전속도를 제어하는 컨트롤 어셈블리가 포함된다. 본 발명에 따르면, 교반기의 속도를 제어함으로써, 사용자의 선택에 따른 냉수의 안정공급이 가능하다.

본 발명에 따른 정수기의 제어방법에는, 출수요청이 있을 때, 상기 냉각수의 온도 관련정보에 근거하여, - 상기 냉각수의 온도 관련정보가 제 1 임계치 보다 작은 경우에는, 상기 교반기를 정지시키는 제 1 모드, - 상기 냉각수의 온도 관련정보가, 상기 제 1 임계치보다 크지만 상기 제 1 임계치보다 큰 제 2 임계치보다는 작은 경우에는, 상기 교반기를 저속인 제 1 회전속도로 회전시키는 제 2 모드, - 상기 냉각수의 온도 관련정보가 상기 제 2 임계치보다 큰 경우에는, 상기 교반기는 상기 제 1 회전속도보다 빠른 제 2 회전속도로 회전시키는 제 3 모드가 수행된다. 본 발명에 따르면, 사용자의 니즈와 정수기의 상태에 따라서 교반기가 제어되고 이에 따라서, 냉각수의 적정온도유지 및 소비자가 원하는 냉수상태제어가 가능해 지는 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 교반기를 이용하여 냉각수와 정수의 열교환을 효율적으로 수행함으로써, 출수되는 냉수의 양에 무관하게 온도가 일정범위로 유지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 냉각수의 온도를 최적으로 유지하여 압축기의 동작을 최적화함으로써, 정수기의 소비전력을 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면, 냉수 온도에 대한 모드를 제공함으로써, 소비자의 취향에 따른 온도에 대응하여 냉수의 온도를 제공하고 소비자가 크게 만족할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 정수기의 사시도.
도 2는 상기 정수기의 분해 사시도.
도 3은 상기 정수기의 쿨링 탱크의 사시도.
도 4는 상기 쿨링 탱크의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 30-30'단면도.
도 6은 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 7은 교반기 동작 제어 시에 압축기를 함께 제어하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 8은 교반기 동작 제어 후에 압축기를 제어하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 9는 출수 잔의 수에 따른 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 10은 출수 누적 유량에 따른 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 11은 출수 누적 시간에 따른 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도.
도 12는 본 발명에 따른 정수기 제어방법을 적용하여 시뮬레이션을 수행한 결과를 나타내는 그래프.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 정수기의 사시도이다. 도 2는 상기 정수기의 분해 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 정수기(1)는 전후 방향으로 길이가 길게 형성되며 좌우 방향의 폭이 좁게 형성된다. 따라서, 상기 정수기(1)는 전체적으로 외관이 슬림하고 컴팩트한 형상을 가진다.

상기 정수기(1)의 외형은 케이스(10)에 의해 형성될 수 있다. 상기 케이스(10)는 전면의 외관을 형성하는 프론트 커버(11)와 후면의 외관을 형성하는 리어 커버(12), 하면을 형성하는 베이스(13), 상면을 형성하는 탑 커버(14), 및 좌우 양측면을 형성하는 사이드 패널(15)로 구성된다. 상기 프론트 커버(11)와 쿨링 팬 커버(12), 베이스(13)와 탑 커버(14), 및 한쌍의 사이드 패널(15)은 서로 조립되어 상기 정수기(1)의 외관을 형성할 수 있다.

상기 정수기(1)의 전면에는 출수부(20)가 배치된다. 상기 출수부(20)는 상기 프론트 커버(11)의 전방으로 돌출 형성되며, 하방으로 돌출되는 출수 노즐(25)을 통해 정수된 물이 취출된다.

상기 프론트 커버(11)는 어퍼 커버(111)와 로어 커버(112)로 구성될 수 있다. 상기 어퍼 커버(111)와 로어 커버(112)의 사이에는 로테이터(21)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.

상기 출수부(20)는 상기 로테이터(21)와 함께 회전될 수 있도록 구성된다. 따라서, 사용자는 상기 정수기(1)의 설치 상태 또는 설치 환경에 따라 원하는 각도로 상기 출수부(20)를 회전시킬 수 있게 된다. 이때, 상기 탑 커버(14)에 구비된 조작부(40)도 함께 회전될 수 있는 구조를 가진다.

상기 조작부(40)에는 사용자가 정수기를 조작하기 위한 다수의 선택버튼이 제공될 수 있다. 상기 선택버튼 중의 어느 하나는, 최저온도모드 및 적정온도모드를 선택할 수 있는 모든 선택버튼이 포함될 수 있다. 상기 최저온도모드는 냉수의 공급 시에 가급적 저온의 물을 공급하는 모드이고, 상기 적정온도모드는 냉수의 공급 시에 적정한 온도, 다시 말하면, 최적의 냉수온도인 12-14도의 냉수를 공급하도록 하는 모드일 수 있다.

상기 베이스(13)에서, 트레이(90)는 상기 프론트 커버(11)의 전방으로 돌출되며, 상기 출수부(20)의 수직 하방에 위치될 수 있다. 상기 트레이(90)는 사용자의 조작에 의해 회전될 수 있으며, 상기 베이스(13)와 분리될 수도 있다. 상기 트레이(90)는 상기 출수부(20)에서 낙하되는 물이 저장될 수 있도록 상면이 그릴 형상으로 형성될 수 있다.

상기 케이스(10)의 내부에는 정수를 위한 필터(34)와 다수의 밸브(366)(367)(369)가 장착되는 필터 브라켓(30)이 구비되며, 상기 필터 브라켓(30)의 상단에 상기 로테이터(21)가 회전 가능하게 장착된다. 상기 로테이터(21)의 상방에 상기 조작부(40)가 구비될 수 있으며, 상기 조작부(40)는 상기 로테이터(21)와 연결되어 상기 로테이터(21)의 회전 조작시 함께 회전될 수 있다.

상기 베이스(13)에는 회전 가능하게 장착되는 회전링(91)이 구비되며, 상기 회전링(91)에는 상기 트레이(90)가 탈착 가능하게 제공된다. 따라서, 상기 트레이(90)는 장착된 상태에서 회전 조작이 가능하며, 상기 출수부(20)와 대응하는 하방에 위치될 수 있도록 한다. 필요에 따라서, 상기 트레이(90)는 상기 회전링(91)으로부터 분리 결합될 수 있도록 구성된다.

상기 베이스(13) 상면에는 압축기(51)와 응축기(52)가 구비된다. 상기 압축기(51)와 응축기(52)의 사이에는 쿨링 팬(53)이 구비되어 상기 압축기(51)와 응축기(52)의 냉각이 가능하도록 구성된다. 상기 압축기(51)로는 주파수를 가변하여 냉각 능력의 조절이 가능한 인버터 타입의 압축기가 사용될 수 있다. 따라서 정수된 물의 냉각이 효율적으로 실시될 수 있으며, 이를 통해 소비 전력을 절감시킬 수 있다.

상기 응축기(52)는 상기 베이스(13)의 후방에 위치되며, 상기 리어 커버(12)에 형성되는 토출구(121)와 대응하는 위치에 위치될 수 있다. 상기 응축기(52)는 공간의 효율적인 이용과 동시에 열교환 효율을 향상시키기 위해서 플랫 튜브 타입의 냉매관이 다수 회 절곡되어 형성될 수 있으며 응축기 브라켓(54)에 수용될 수 있도록 구성된다.

상기 응축기 브라켓(54)에는 상기 응축기(52)가 고정되는 응축기 장착부(541)와, 냉수를 만들기 위한 쿨링 탱크(60)가 장착될 수 있는 탱크 장착부(542)가 형성된다. 상기 응축기 장착부(541)는 상기 응축기(52)를 수용할 수 있도록 상기 응축기(52)의 전체 형상과 대응하는 육면체의 공간을 형성한다. 상기 응축기 장착부(541)는 상기 쿨링 팬(53)과 토출구(121)와 마주보는 부분이 각각 개구되도록 형성되어 상기 응축기(52)의 효과적인 냉각이 가능하다.

상기 탱크 장착부(542)는 상기 응축기 브라켓(54)의 상부 즉, 상기 응축기 장착부(541)의 상방에 형성된다. 상기 탱크 장착부(542)는 상기 쿨링 탱크(60)의 하단부가 삽입되어 상기 쿨링 탱크(60)를 고정한다.

상기 쿨링 탱크(60)는 정수를 냉각하여 냉수를 만들기 위한 것으로, 유입되는 정수와 열교환되는 냉각수가 채워진다. 상기 쿨링 탱크(60) 내부에는 상기 냉각수의 냉각을 위한 증발기(63)가 수용될 수 있다. 정화된 정수가 상기 쿨링 탱크 내부를 경유하여 냉각될 수 있도록 한다.

상기 쿨링 탱크(60)의 내부에는 교반기(도 28의 68참조)가 마련되어 냉각수를 교반한다. 냉각수의 교반작용에 의해서, 증발기(63)와 쿨링 코일(64) 간의 열교환 효율, 즉 대류 냉각에 의해서 열교환이 효율이 증진될 수 있다. 자세하게는, 증발기(63)의 냉기가 냉각수로 더 원활히 공급되도록 할 수 있고, 냉각수의 냉기가 쿨링 코일(64) 내부의 정수로 더 원활히 공급되도록 할 수 있다.

상기 필터 브라켓(30)의 일측에는 상기 쿨링 탱크(60)측으로 연장되는 서포트 플레이트(35)가 더 구비된다. 상기 서포트 플레이트(35)는 상기 압축기(51)의 상방에 구비되며, 상기 필터 브라켓(30)에서 상기 응축기 브라켓(54)까지 연장되어 히팅 및 컨트롤 모듈(50)이 장착되는 공간을 제공하게 된다.

상기 히팅 및 컨트롤 모듈(50)는 온수를 만들기 위한 유도 가열 어셈블리(70)와 상기 정수기(1)의 구동을 제어하기 위한 컨트롤 어셈블리(80)로 구성될 수 있다. 상기 유도 가열 어셈블리(70)와 컨트롤 어셈블리(80)는 서로 결합되어 하나의 모듈 상태로 결합될 수 있으며, 결합된 상태로 상기 서포트 플레이트(35)에 장착될 수 있다.

상기 유도 가열 어셈블리(70)는 정수된 물을 가열하기 위한 것으로 유도 가열(IH:induction heating) 방식으로 가열할 수 있도록 구성된다. 상기 유도 가열 어셈블리(70)는 온수 취출 조작시 즉각적이고 빠른 속도로 물을 가열할 수 있으며, 자기장의 출력을 제어하여 원하는 온도로 정수를 가열하여 사용자에게 제공할 수 있게 된다. 따라서 사용자의 조작에 따라서 원하는 온도의 온수를 취출할 수 있게 된다.

상기 컨트롤 어셈블리(80)는 상기 정수기(1)의 동작을 제어하기 위한 것으로, 상기 압축기(51)와, 쿨링 팬(53), 그리고 각종 모터와 밸브와 센서, 상기 유도 가열 어셈블리(70) 등을 제어할 수 있도록 구성된다. 상기 컨트롤 어셈블리(80)는 기능별로 다수의 부분으로 나누어진 피시비들의 조합에 의해 모듈화되어 구성될 수 있다. 즉, 상기 정수기(1)가 냉수와 정수만을 취출하는 구조에서는 상기 유도 가열 어셈블리(70)를 제어하기 위한 피시비는 생략될 수 있으며, 이와 같은 방식으로 적어도 하나 이상의 피시비가 생략될 수 있다. 상기 컨트롤 어셈블리(80)에는 정수기의 제어에 필요한 다양한 정보가 저장되는 메모리가 적어도 포함된다.

도 3은 상기 정수기의 쿨링 탱크의 사시도이고, 도 4는 상기 쿨링 탱크의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 30-30'단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 쿨링 탱크(60)는 상기 히팅 및 컨트롤 모듈(50)의 후방에 구비되며, 상기 응축기 브라켓(54)에 하단이 삽입되어 장착된다. 상기 쿨링 탱크(60)는 전체적으로 탱크 바디(61)와 상기 탱크 바디(61)의 개구된 상면을 커버하는 탱크 커버(62)에 의해 외관이 형성될 수 있다.

상기 탱크 바디(61)는 내부에 냉각수가 채워지는 공간을 형성하는 이너 케이스(611)와 상기 이너 케이스(611)의 외부에 형성되는 단열재 바디(612)로 구성된다. 상기 이너 케이스(611)는 수지재로 사출 형성되며, 상기 단열재 바디(612)는 상기 이너 케이스(611)의 외측에 발포액이 발포되어 형성될 수 있다.

상기 탱크 커버(62)는 상기 탱크 바디(61)의 개구를 상방에서 차폐할 수 있도록 형성되며, 사출물로 형성된 이너 커버(621)와 상기 이너 커버(621)의 외측을 감싸는 단열재 커버(622)로 구성될 수 있다.

상기 탱크 커버(62)의 외관은 상기 탱크 바디(61)의 외관과 같이 단열재(612)(622)에 의해 형성될 수 있다. 상기 탱크 커버(62)를 관통하여 상기 증발기(63)가 유입될 수 있으며, 상기 탱크 커버 외측으로 연결되는 증발기(63)의 배관은 피이(PE: Polyethylene)폼(631)과 같은 단열소재로 감싸 단열시키게 된다. 이때 팽창장치로 이용되는 모세관(55) 일부는 상기 증발기(63)의 배관과 함께 감싸 고정될 수 있다.

상기 쿨링 탱크(60)에는 냉수 온도센서(601)가 구비될 수 있다. 상기 냉수 온도센서(601)에 의해 측정되는 냉각수의 온도(Tc)는 냉동사이클의 작동을 결정하는 근거가 될 수 있다.

예를 들어, 상기 냉수 온도센서(601)에 의해 측정된 냉각수의 온도가 압축기 제 1 기준 온도(Ton)보다 더 높게 되면 상기 정수기(1)의 냉동사이클이 작동하여 냉각수의 온도를 낮춘다. 상기 증발기(63)를 통과하는 냉매에 의해 상기 이너 케이스(611) 내부에 저장된 냉각수가 냉각된다.

상기 냉수 온도센서(601)에 의해 측정된 냉각수의 온도(Tc)가 압축기 제 2 기준 온도(Toff) 이하이면, 정수기(1)의 냉동사이클은 작동을 멈추게 된다. 압축기 제 2 기준 온도는 제 1 기준 온도보다 낮다. 압축기 제 1 기준 온도와 압축기 제 2 기준 온도는 각각 냉동사이클의 작동과 정지를 위한 기준이 된다. 따라서, 상기 이너 케이스(611)에 저장된 냉각수는 냉수 온도센서(601)에 의한 온도 측정과 냉동사이클의 작동에 의해 압축기 제 1 기준 온도와 압축기 제 2 기준 온도의 사이로 유지될 수 있다.

상기 이너 케이스(611)의 내부 공간에는 쿨링 코일(64)이 수용된다. 상기 쿨링 코일(64)은 정수가 통과하며 냉각되어 냉수로 되는 유로이다. 상기 쿨링 코일(64)은 이너 케이스(611)의 내부에 설치되며 냉각수에 잠겨진 상태이다. 상기 쿨링 코일(64)을 통과하는 정수는 냉각수와 열교환하게 된다. 따라서, 상기 쿨링 코일(64) 내부의 정수가 가지는 열은 냉각수로 전달되며, 정수는 냉각수와의 열교환에 의해 짧은 시간 내에 냉수가 된다. 상기 쿨링 코일(64)은 열교환을 촉진시키기 위해 스테인레스와 같은 금속 소재로 형성될 수 있다. 상기 쿨링 코일(64)의 입구부(641)와 출구부(642)는 상기 탱크 커버(62)를 관통하여 상기 쿨링 탱크(60) 외부로 노출된다.

상기 이너 케이스(611)의 바닥면에는 상기 쿨링 코일(64)을 지지하는 코일 지지부(6111)가 구비된다. 상기 코일 지지부(6111)는 이너 케이스(611)의 내부 바닥면으로부터 쿨링 코일(64)을 향해 돌출된다. 코일 지지부(6111)는 쿨링 코일(64)의 외주면에 대응되는 크기의 홈(6112)을 가진다. 쿨링 코일(64)은 코일 지지부(6111)의 홈(6112)에 거치되며, 상기 코일 지지부(6111)에 의해 지지된다.

상기 쿨링 코일(64)은 상기 이너 케이스(611)의 바닥면과는 이격될 수 있다. 냉각수가 상기 쿨링 코일(64)의 하단과 상기 이너 케이스(611)의 바닥 사이 공간을 통해 유동할 수 있게 되어 냉각수의 순환이 원활하게 이루어지고, 상기 쿨링 코일(64) 내부의 정수의 냉각 효율이 향상될 수 있게 된다.

상기 이너 케이스(611)의 내부에는 메쉬 부재(65)가 구비될 수 있다. 상기 메쉬 부재(65)는 상기 증발기(63)와 상기 쿨링 코일(64)의 사이에 위치될 수 있다. 상기 증발기(63)는 상기 이너 케이스(611)의 내측으로 유입되어 코일과 같은 형상으로 권취될 수 있으며, 상기 쿨링 코일(64)보다 더 상방에 위치한다. 상기 메쉬 부재(65)는 상기 증발기(63)와 쿨링 코일(64)의 사이에 위치되어 상기 증발기(63)를 지지하고 상기 쿨링 코일(64)의 상단에 안착되는 구조를 가진다.

상기 이너 케이스(611)의 상단에는 상기 탱크 바디(61)와 상기 탱크 커버(62)의 사이를 기밀시키기 위한 가스켓(66)이 구비될 수 있다.

한편, 상기 탱크 커버(62)의 하면을 형성하는 상기 이너 커버(621)에는 플러그(623)가 장착되는 플러그 장착부(6211)와 교반기(68)(agitator)의 동작을 위한 모터(67)가 장착되는 모터 장착부(6212)가 형성될 수 있다.

상기 플러그(623)는 상기 증발기(63)의 배관과 전선이 출입되는 부분을 형성하는 것으로, 상기 증발기(63)의 배관과 이너 커버(621)의 직접적인 접촉을 방지하고 기밀을 유지할 수 있도록 한다. 상기 플러그(623)는 벤딩되는 증발기(63) 배관 또는 전선이 상기 탱크 커버(62)로 출입하는 과정에서 손상되지 않도록 고무나 실리콘 등의 무른 소재로 형성될 수 있다.

상기 모터(67)는 이너 커버(621)의 중앙에 개구되는 모터 장착부(6212)에 장착된다. 상기 모터(67)는 회전축이 하방을 향하도록 배치되고 상기 모터(67)의 하방에 상기 교반기(68)가 결합될 수 있다. 상기 모터는 회전속도가 가변되는 제품이 사용될 수 있다. 예를 들어, 영이 아닌 적어도 서로 다른 두 경우의 회전속도를 가지거나, 선형으로 회전속도의 변경이 가능한 모터가 적용될 수 있다. 상기 모터(67)의 회전속도에 따라서 교반기(68)의 회전속도는 영이 아닌 적어도 서로 다른 두 경우의 회전속도를 가질 수도 있고, 선형으로 회전속도의 변경이 가능할 수 있다. 이에 따르면, 적어도 교반기의 교반성능, 즉 대류열교환의 성능이 변경되는 것을 짐작할 수 있다.

상기 모터(67)의 회전속도는 상기 컨트롤 어셈블리(80)의 제어에 의해서 동작될 수 있다. 상기 컨트롤 어셈블리(80)는 조작부(40)를 통하여 입력되는 정보를 메모리에 저장하여, 사용자의 입력사양에 따른 정보를 참작하여 정수기의 동작을 제어할 수 있다.

상기 교반기(68)는 상기 모터(67)에 의해 회전될 수 있으며, 하방으로 연장되어 냉각수의 내측에 잠길 수 있도록 구성된다. 상기 교반기(68)는 하단이 상기 쿨링 코일(64)의 상단보다 더 하방에 위치하도록 연장될 수 있다. 따라서, 상기 교반기(68)에 의한 물의 강제 유동시 상기 냉각수와 상기 쿨링 코일(64) 내부의 정수가 활발하게 열교환 될 수 있도록 한다.

상기 교반기(68)에는 다수의 블레이드(681)가 형성되며, 상기 다수의 블레이드(681)는 하방으로 갈수록 그 폭이 더 넓어지도록 형성되며, 특히 상기 블레이드(681)의 하단에서 측방을 향하여 돌출되는 형상을 가지게 된다. 상기 블레이드(681)의 하부는 일 방향으로 방향성을 가지도록 기울어지게 형성될 수 있다. 따라서 상기 교반기(68)의 회전시 상기 이너 케이스(611)의 물이 하방으로 강제 유동될 수 있으며 상기 이너 케이스(611)의 내부에서 순환이 활발하게 이루어질 수 있게 된다.

상기 블레이드(681)는 상기 메쉬 부재(65)를 관통하도록 배치되며, 상기 블레이드(681)의 구동시 냉각수가 상기 메쉬 부재(65)를 통과하면서 순환될 수 있다.

이하에서는 정수기의 제어방법에 대하여 설명한다.

실시예에 따른 정수기의 제어방법은, 교반기(68)의 속도를 제어하여 냉각수와 쿨링 코일(64)의 대류열전달량을 제어하는 것을 주된 과제해결수단 중의 하나로 한다.

대류열전달량 관계식은 Q=hA△T로 주어진다. 여기서, Q[W]는 냉각수와 상온의 정수간의 열전달량이고, h[W/m²℃]는 냉각수와 쿨링 코일간의 대류열전달계수이고, A[m²]는 열전달면적이고, △T[℃]는 냉각수와 상온의 정수간 온도차이다. 상기 Q를 상온의 정수를 냉수로 만드는데 필요한 열전달량 Qc에 해당하는 수준으로 만들면, 정수가 냉수로 된다. 이 냉수화 방법으로는 세 가지를 제안할 수 있다.

첫번째 냉수화 방법으로는, 냉각수 온도가 교반기 제 1 설정온도(T_low, 예를 들면 6℃) 이하이면 교반기를 오프시킨 상태로 냉수로 출수할 수 있다. 이 경우에는 자연대류에 의한 열전달로 냉각수의 냉기를 보존하고 적정온도의 냉수를 출수할 수 있다. 다시 말하면, 이 경우는 냉각수와 상온의 정수간의 온도차(△T)가 충분히 크기 때문에, 상기 냉각수와 상기 쿨링 코일간의 대류열전달계수(h)를 작게 하더라도 충분한 열전달이 일어나도록 하는 것이다. 이 경우에는 교반기의 운동량으로 인하여 발생하는 열이 줄어들 수 있기 때문에 소비전력의 측면에서도 이점이 크다.

두번째 냉수화 방법으로는, 냉각수 온도가 상기 교반기 제 1 설정온도(T_low, 예를 들면 6℃)보다 높고 교반기 제 2 설정온도(T_high, 예를 들면 12℃) 이하이면, 상기 교반기(68)를 낮은 회전속도(저RPM)으로 구동하면서 냉수를 출수할 수 있다. 이 경우에는 약한 강제대류열전달로, 냉각수의 냉기를 덜 잃고 적정온도의 냉수를 출수할 수 있다. 다시 말하면, 이 경우는 냉각수와 상온의 정수간의 온도차(△T)가 중간정도이기 때문에, 상기 냉각수와 상기 쿨링 코일 간의 대류열전달계수(h)를 중간정도로 하여 충분한 열전달이 일어나도록 하는 것이다.

세번째 냉수화 방법으로는, 냉각수 온도가 상기 교반기 제 2 설정온도(T_high, 예를 들면 12℃) 이상이면 상기 교반기(68)를 높은 회전속도(고RPM)으로 구동하면서 냉수를 출수할 수 있다. 이 경우에는 강한 강제대류열전달로, 냉각수와 쿨링 코일(64) 간의 열교환을 최대로 증가시킨다. 다시 말하면, 냉각수의 냉기를 최대한 사용하여, 해당 냉각수 온도에서 가능한 최저온도의 냉수를 출수하도록 하는 것이다. 대류열전달 관계식으로는, 냉각수와 상온의 정수간의 온도차(△T)가 작기 때문에, 상기 냉각수와 상기 쿨링 코일 간의 대류열전달계수(h)를 최대로 하여 충분한 열전달이 일어나도록 하는 것이다.

상기 각 냉수화 방법이 적용되는 정수기 제어방법의 실시예를 설명한다.

<정수기 제어방법의 제 1 실시예>

도 6은 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 냉수온도모드가 설정된다(S1). 상기 냉수온도모드에는 상기 최저온도모드와 상기 적정온도모드가 있을 수 있다. 상기 냉수온도모드는 소비자에 의해서 선택되고, 이후에 설명될 교반기 동작 제어에 사용될 수 있다. 상기 냉수온도모드는 조작부(40)의 버튼에 의해서 설정될 수 있다.

상기 냉수온도모드는 조작부(40)를 통하여 입력되어, 상기 컨트롤 어셈블리(80)의 메모리에 저장되고, 정수기의 동작에 참조될 수 있다.

이후에는 냉각수 온도(Tc)를 측정한다.

상기 냉수온도모드설정단계 및 상기 냉각수 온도 측정이 수행된 다음에는 압축기 동작 제어가 수행된다.

상기 압축기 동작 제어는, 상기 냉각수 온도(Tc)와 압축기의 동작을 시작하는 압축기 제 1 기준 온도(Ton)를 비교한다(S3). 그 비교결과 상기 냉각수 온도(Tc)가 더 높으면, 압축기(51)를 낮은 주파수로 동작시키고, 교반기를 낮은 RPM으로 동작시킨다(S4). 상기 냉각수 온도(Tc)가 내려가서 압축기의 동작을 정지하는 상기 압축기 제 2 기준 온도(Toff)보다 낮아지면(S5), 압축기(51)를 정지하고, 교반기를 정지한다.

상기 압축기 제 1 기준 온도 및 상기 압축기 제 2 기준 온도는 상기 냉각수 온도(Tc)를 측정하는 냉수 온도센서(601)의 장착위치 등에 따라서 달라질 수 있다. 다만, 위와 같은 동작에 의해서 상기 냉각수의 온도가 일정한 범위에서 유지되는 것은 명확하다.

상기 압축기 동작 제어는, 냉각수의 온도를 유지하는 단계로서 압축기의 주파수를 낮게 하고, 교반기도 낮은 RPM으로 한다. 이에 따르면, 소음을 낮출 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있다. 상기 압축기 동작 제어 과정에서는, 쿨링 코일(64)의 관로 내부의 정수는 차가운 상태의 냉수로 되어 있다.

임의의 시각에 소비자가 출수버튼을 동작시킨다(S7). 상기 출수버튼은 상기 조작부(40)에 포함되어 있을 수 있다. 출수버튼이 동작되면, 교반기 동작 제어가 수행된다. 상기 교반기 동작 제어는, 먼저, 상기 냉수온도모드설정단계(S1)에서 설정된 모드에 따라서 수행된다. 상기 출수버튼이 동작되면 소비가 현재시점에서 냉수를 원하는 상태로서, 신속하게 냉수가 공급되어야 한다.

먼저, 설정된 모드가 상기 최저온도모드인가를 판단하여(S8), 최저온도모드인 경우에는 사용자가 가급적 낮은 온도의 냉수를 원한다. 이 때에는, 상기 교반기(68)를 고속으로 회전시켜서, 냉각수와 쿨링 코일(64)의 열교환을 최대로 한다(S9). 이 경우에는 혹시나 부족할 수 있는 냉각수와 쿨링 코일(64) 간의 열교환을 즉시 최대로 만들어 줌으로써 공급되는 냉수의 온도를 신속하게 더 낮출 수 있다.

이 제어모드는 상기 세번째 냉수화 방법을 이용하는 것으로서, 부족할 수 있는 냉각수와 쿨링 코일 간의 열교환을 최대로 하는 것으로 이해할 수 잇다.

설정된 모드가 상기 최저모드가 아닌 경우에는 상기 적정온도모드가 수행될 수 있다.

상기 적정온도모드가 수행되면, 먼저 상기 냉각수 온도(Tc)가 교반기 제 1 설정 온도(T_low, 예를 들어 6도씨)보다 낮은 지를 판단한다(S10). 판단한 결과, 상기 냉각수 온도(Tc)가 교반기 제 1 설정 온도(T_low)보다 낮은 것으로 판단되면, 교반기를 오프한다(S11). 이 때에는 온도차가 충분히 큰 것으로서 교반기(68)를 동작시키지 않더라도 충분히 냉수를 공급할 수 있다.

이 제어모드는 상기 첫번째 냉수화 방법을 이용하는 것으로서, 소비전력을 최소화하면서도 냉수를 공급할 수 있다.

다른 경우로서, 상기 냉각수 온도(Tc)가 상기 교반기 제 1 설정 온도(T_low, 예를 들어 6도씨)보다 높고, 상기 교반기 제 2 설정 온도(T_high, 예를 들어 12도씨)보다 낮은 경우로 판단되면(S12), 교반기를 온시키고 낮은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S13).

이 제어모드는 상기 두번째 냉수화 방법을 이용하는 것으로서, 소비전력을 줄이면서도 충분히 냉수를 공급할 수 있다.

또 다른 경우로서, 상기 냉각수 온도(Tc)가 상기 교반기 제 2 설정 온도(T_high, 예를 들어 12도씨)보다 높은 경우로 판단되면(S12), 교반기를 온시키고 높은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S14). 이 때에는 온도차가 작은 것으로서 교반기(68)를 최대한 동작시켜서 신속하게 정수를 냉각시킨다.

이 제어모드는 상기 세번째 냉수화 방법을 이용하는 것으로서, 소비전력의 희생이 있더라도 소비자가 만족하는 수준의 냉수를 공급하는 것을 우선한다.

상기 교반기 동작 제어가 냉각수의 온도 및 소비자의 선택모드에 따라서 수행되며 냉수가 출수된다(S15). 냉수의 출수가 종료된 다음에(S16), 처음으로 리턴한다(S17).

상기 정수기 제어방법에 따르면 교반기의 제어를 통하여 출수되는 냉수의 온도를 제어함으로써, 소비자가 원하는 냉수를 최적으로 공급할 수 있는 것과, 소비전력을 절감하는 효과를 함께 달성할 수 있다.

<정수기 제어방법의 제 2 실시예>

도 7은 교반기 동작 제어 시에 압축기를 함께 제어하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도이다. 도 7의 설명에 있어서 도 6과 동일한 부분에 대해서는 도 6의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다. 본 실시예는 교반기 동작 제어를 할 때 압축기의 동작을 결정하는 것을 일 특징으로 한다.

도 7을 참조하면, 압축기 동작 제어가 수행되고, 임의의 시각에 소비자가 출수버튼을 동작시킨다(S7). 출수버튼이 동작되면, 교반기 동작 제어가 수행된다. 상기 교반기 동작 제어는, 먼저, 상기 냉수온도모드설정단계(S1)에서 설정된 모드에 따라서 수행된다. 상기 출수버튼이 동작되면 소비가 현재시점에서 냉수를 원하는 상태로서, 신속하게 냉수가 공급되어야 한다.

상기 적정온도모드가 수행되면, 먼저 상기 냉각수 온도(Tc)가 교반기 제 1 설정 온도(T_low, 예를 들어 6도씨)보다 낮은 지를 판단한다(S10). 판단한 결과, 상기 냉각수 온도(Tc)가 교반기 제 1 설정 온도(T_low)보다 낮은 것으로 판단되면, 교반기를 오프하고, 압축기도 오프한다(S21). 이 때에는 온도차가 충분히 큰 것으로서 교반기(68)를 동작시키지 않더라도 충분히 냉수를 공급할 수 있다.

이 제어모드는 상기 첫번째 냉수화 방법을 이용하는 것으로서, 소비전력을 최소화 하면서도 냉수를 공급할 수 있다.

다른 경우로서, 상기 냉각수 온도(Tc)가 상기 교반기 제 1 설정 온도(T_low, 예를 들어 6도씨)보다 높고, 상기 교반기 제 2 설정 온도(T_high, 예를 들어 12도씨)보다 낮은 경우로 판단되면(S12), 교반기를 온시키고 낮은 회전속도로 교반기를 동작시키고 압축기를 동작시킨다(S23). 이 때에는 냉각수 온도(Tc)가 일정 수준 이상인 수준이므로 압축기의 운전 주파수를 높게 하는 것이 바람직하다.

또 다른 경우로서, 상기 냉각수 온도(Tc)가 상기 교반기 제 2 설정 온도(T_high, 예를 들어 12도씨)보다 높은 경우로 판단되면(S12), 교반기를 온시키고 높은 회전속도로 교반기를 동작시키고 압축기를 동작시킨다(S24). 이 때에는 온도차가 작은 것으로서 교반기(68)를 최대한 동작시켜서 신속하게 정수를 냉각시킨다. 또한, 냉각수 온도(Tc)가 일정 수준 이상인 수준이므로 압축기의 운전 주파수를 높게 하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 상기 정수기 제어방법에 따르면 냉수의 출수 시에 교반기와 압축기를 함께 제어함으로써, 보다 더 신속하게 소비자가 원하는 냉수의 온도를 달성할 수 있다.

<정수기 제어방법의 제 3 실시예>

도 8은 교반기 동작 제어 후에 압축기를 제어하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도이다. 도 8의 설명에 있어서 도 6과 동일한 부분에 대해서는 도 6의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다. 본 실시예는 교반기 동작 제어가 결정된 다음에압축기의 동작을 결정하는 것을 일 특징으로 한다. 본 실시예는 연속으로 다량의 물이 출수되는 경우에 바람직하게 적용될 수 있다.

도 8을 참조하면, 압축기 동작 제어가 수행되고, 임의의 시각에 소비자가 출수버튼을 동작시킨다(S7). 출수버튼이 동작되면, 교반기 동작 제어가 수행된다. 상기 교반기 동작 제어는, 먼저, 상기 냉수온도모드설정단계(S1)에서 설정된 모드에 따라서 수행된다. 상기 출수버튼이 동작되면 소비가 현재시점에서 냉수를 원하는 상태로서, 신속하게 냉수가 공급되어야 한다.

상기 교반기 동작 제어가 냉각수의 온도 및 소비자의 선택모드에 따라서 수행되며 냉수가 출수된다(S15).

냉수가 출수되는 중에 냉각수 온도(Tc)를 측정하고(S31), 압축기 동작 제어를 다시 수행한다. 압축기 동작 제어는 상기 냉각수 온도(Tc)가 압축기 제 4 기준 온도(Toff2, 예를 들어 4도씨)와 압축기 제 3 기준 온도(Ton2, 예를 들어 6도씨)를 기준으로 서로 달라진다.

구체적으로 설명한다. 상기 냉각수 온도(Tc)가 상기 압축기 제 4 기준 온도(Toff2)보다 낮은 것으로 판단되면(S32), 압축기를 오프시킨다(S33). 이 경우는 냉각수 온도가 충분히 낮거나, 출수유량이 아직 적거나, 출수한 잔 수가 작거나, 출수시간이 충분히 짧은 경우로서, 압축기를 동작시킬 필요가 없는 경우라고 할 수 있다. 교반기는 이전의 운전 상태를 유지할 수 있다. 한편, 상기 출수유량, 출수잔수, 및 출수시간은 상기 냉각수 온도와 관련되는 냉각수의 온도 관련정보라고 할 수 있다. 왜냐하면, 출수유량이 많을수록, 출수 잔수가 클수록, 출수시간이 클수록 많을수록, 많은 물이 빠져나간 것으로서 냉각수 온도가 올라간 것을 짐작할 수 있기 때문이다.

상기 냉각수 온도(Tc)가 상기 압축기 제 3 기준 온도(Ton2)보다 높은 것으로 판단되면(S34), 업축기를 운전시킨다(S35). 이 경우는 냉각수 온도가 충분히 높거나, 출수유량이 많거나, 출수시간이 상당히 긴 경우로서, 압축기를 동작시킬 필요가 있는 경우라고 할 수 있다. 교반기(68)는 증발기에 얼음이 생성되는 것을 막기 위하여 온시킬 수 있다.

상기 냉각수 온도(Tc)가, 상기 압축기 제 3 기준 온도(Ton2)보다는 낮고 상기 압축기 제 4 기준 온도(Toff2)보다는 높은 것으로 판단되면, 압축기와 교반기는 기존의 운전 상태를 유지할 수 있다.

본 실시예에 따르면 연속출수와 같이 사용자가 다량의 물을 출수할 때에도, 충분히 만족할 수 있는 수준의 냉수를 얻을 수 있다.

<정수기 제어방법의 제 4 실시예>

도 9는 출수 잔의 수에 따른 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.

도 9는 출수되는 잔의 수를 계산하여 교반기 동작 제어를 수행하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도이다. 도 9의 설명에 있어서 도 6과 동일한 부분에 대해서는 도 6의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.

본 실시예는, 정수기 사용 시에 한 번에 마시는 물의 양을 설정하여 소비자에게 공급하는 것이 각광받는 것을 반영하는, 교반기의 동작을 제어하는 방법에 그 특징이 있다. 본 실시예는 계속해서 다수의 잔의 물이 출수되는 경우에 바람직하게 적용될 수 있다.

도 9를 참조하면, 압축기 동작 제어가 수행되고, 임의의 시각에 소비자가 출수버튼을 동작시킨다(S7). 출수버튼이 동작되면, 출수 잔수의 제어가 수행된다.

상기 출수 잔수의 제어는, 이전에 한 잔을 출수한 때와의 시간간격(T)을 계산하고(S41), 그 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts, 예를 들어 1분)과 비교한다(S42). 비교의 결과 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts)보다 작으면 소비자가 연속으로 물을 출수한 것으로 판단하여, 출수 잔수(Nw)를 일만큼 증가시킨다(S43). 비교의 결과 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts)보다 크면 소비자가 충분한 간격을 두고서 물을 출수한 것으로 판단하여, 출수 잔수(Nw)를 일로 다시 세팅한다(S44).

이후에는, 교반기 동작 제어가 수행된다. 먼저, 설정된 모드가 상기 최저온도모드인가를 판단하여(S8), 최저온도모드인 경우에는 사용자가 가급적 낮은 온도의 냉수를 원한다. 이 때에는, 상기 교반기(68)를 고속으로 회전시켜서, 냉각수와 쿨링 코일(64)의 열교환을 최대로 한다(S9). 이 경우에는 혹시나 부족할 수 있는 냉각수와 쿨링 코일(64) 간의 열교환을 즉시 최대로 만들어 줌으로써 공급되는 냉수의 온도를 신속하게 더 낮출 수 있다.

상기 적정온도모드가 수행되면, 먼저 상기 출수 잔수(Nw)가 출수 제 1 설정횟수(N_low, 예를 들어 세 잔)보다 작은 지를 판단한다(S45). 판단한 결과, 상기 출수 잔수(Nw)가 출수 제 1 설정횟수(N_low)보다 낮으면 교반기를 오프시킨다(S11). 이 때에는 누적 출수 잔의 수가 충분히 작으므로 출수량이 작아서 교반기(68)를 동작시키지 않더라도 충분히 냉수를 공급할 수 있다.

다른 경우로서, 상기 출수 잔수(Nw)가 상기 출수 제 1 설정횟수(N_low)보다 크고, 출수 제 2 설정횟수(N_high, 예를 들어, 여덟 잔)보다 작은 것으로 판단되면(S47), 교반기를 온시키고 낮은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S13). 이 때에는 누적 출수 잔이 서서히 증가하여 출수량이 증가하여 냉수의 온도가 서서히 상승하는 것으로 판단할 수 있다.

또 다른 경우로서, 상기 출수 잔수(Nw)가 상기 출수 제 2 설정횟수(N_high, 예를 들어, 여덟 잔)보다 큰 것으로 판단되면(S47), 교반기를 온시키고 높은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S14). 이 때에는 출수량이 많아서 냉각수와 냉수를 신속하게 열교환하여야 하는 상태로 인식할 수 있다.

상기 정수기 제어방법에 따르면 출수 된 누적 잔의 수를 근거하여, 소비자가 원하는 냉수를 최적으로 공급할 수 있는 것과, 소비전력을 절감하는 효과를 함께 달성할 수 있다.

본 실시예의 수행에 있어서는, 상기 제 2 실시예에서의 압축기 동작 제어, 및 제 3 실시예의 압축기 동작 제어가 함께 적용되어 출수되는 물의 양에 따라서 신속하게 소비자의 니즈에 대응할 수도 있다.

<정수기 제어방법의 제 5 실시예>

도 10은 출수 누적 유량에 따른 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.

도 10은 출수되는 누적 유량을 계산하여 교반기 동작 제어를 수행하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도이다. 도 10의 설명에 있어서 도 6과 동일한 부분에 대해서는 도 6의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.

본 실시예는, 연속해서 출수되는 냉수의 양을 반영하여 교반기의 동작을 제어하는 방법에 그 특징이 있다. 여기서 연속해서 출수되는 냉수는 일정한 시간의 간격을 두고서 출수되는 경우를 포함할 수 있다. 본 실시예는 물통에 냉수를 받는 경우에 바람직하게 적용할 수 있을 것이다.

도 10을 참조하면, 압축기 동작 제어가 수행되고, 임의의 시각에 소비자가 출수버튼을 동작시킨다(S7). 출수버튼이 동작되면, 출수 유량의 제어가 수행된다.

상기 출수 유량의 제어는, 이전에 출수한 때와의 시간간격(T)을 계산하고(S51), 그 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts, 예를 들어 1분)과 비교한다(S52). 비교의 결과 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts)보다 작으면 소비자가 연속으로 물을 출수한 것으로 판단하여, 누적 출수 유량(Fw)을 이전 까지의 누적 출수 유량(Fw)과 현재의 출수유량(F)과 합해서 증가시킨다(S53). 비교의 결과 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts)보다 크면 소비자가 충분한 간격을 두고서 물을 출수한 것으로 판단하여, 출수 유량(Fw)를 영으로 다시 세팅한다(S54).

상기 적정온도모드가 수행되면, 먼저 상기 출수 유량(Fw)이 출수 제 1 설정유량(F_low, 예를 들어 400cc)보다 작은 지를 판단한다(S55). 판단한 결과, 상기 출수 유량(Fw)이 출수 제 1 설정유량(F_low)보다 낮으면 교반기를 오프시킨다(S11). 이 때에는 누적 출수 유량이 충분히 작으므로 교반기(68)를 동작시키지 않더라도 충분히 냉수를 공급할 수 있다.

다른 경우로서, 상기 출수 유량(Fw)가 상기 출수 제 1 설정유량(F_low)보다 크고, 출수 제 2 설정유량(F_high, 예를 들어, 1000cc)보다 작은 것으로 판단되면(S57), 교반기를 온시키고 낮은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S13). 이 때에는 누적 출수 유량이 서서히 증가하여 냉수의 온도가 서서히 상승하는 것으로 판단할 수 있다.

또 다른 경우로서, 상기 출수 유량(Fw)이 상기 출수 제 2 설정유량(F_high)보다 큰 것으로 판단되면(S57), 교반기를 온시키고 높은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S14). 이 때에는 출수량이 많아서 냉각수와 냉수를 신속하게 열교환하여야 하는 상태로 인식할 수 있다.

상기 정수기 제어방법에 따르면 출수된 유량에 근거하여, 소비자가 원하는 냉수를 최적으로 공급할 수 있는 것과, 소비전력을 절감하는 효과를 함께 달성할 수 있다.

<정수기 제어방법의 제 6 실시예>

도 11은 출수 누적 시간에 따른 정수기의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.

도 11은 출수되는 누적 시간을 계산하여 교반기 동작 제어를 수행하는 정수기 제어방법을 설명하는 흐름도이다. 도 11의 설명에 있어서 도 6과 동일한 부분에 대해서는 도 6의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.

본 실시예는, 연속하는 냉수의 출수시간을 반영하여 교반기의 동작을 제어하는 방법에 그 특징이 있다. 여기서 연속해서 출수되는 냉수는 일정한 시간의 간격을 두고서 출수되는 경우를 포함할 수 있다. 본 실시예는 물통에 냉수를 받는 경우에 바람직하게 적용할 수 있을 것이다.

도 11을 참조하면, 압축기 동작 제어가 수행되고, 임의의 시각에 소비자가 출수버튼을 동작시킨다(S7). 출수버튼이 동작되면, 출수 시간의 제어가 수행된다.

상기 출수 시간의 제어는, 이전에 출수한 때와의 시간간격(T)을 계산하고(S61), 그 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts, 예를 들어 1분)과 비교한다(S62). 비교의 결과 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts)보다 작으면 소비자가 연속으로 물을 출수한 것으로 판단하여, 누적 출수 시간(τw)을 현재까지의 누적 출수 시간(τw)과 현재의 출수시간(τ)과 합해서 증가시킨다(S63). 비교의 결과 시간간격(T)이 설정된 시간간격(Ts)보다 크면 소비자가 충분한 간격을 두고서 물을 출수한 것으로 판단하여, 출수 시간(τw)를 영으로 다시 세팅한다(S64).

상기 적정온도모드가 수행되면, 먼저 상기 출수 시간(τw)가 출수 제 1 설정시간(τ_low, 예를 들어 25초)보다 작은 지를 판단한다(S65). 판단한 결과, 상기 출수 시간(τw)이 출수 제 1 설정시간(τ_low)보다 낮으면 교반기를 오프시킨다(S11). 이 때에는 누적 출수 시간이 충분히 작으므로 교반기(68)를 동작시키지 않더라도 충분히 냉수를 공급할 수 있다.

다른 경우로서, 상기 출수 시간(τw)가 상기 출수 제 1 설정시간(τ_low)보다 크고, 출수 제 2 설정시간(τ_high, 예를 들어, 60초)보다 작은 것으로 판단되면(S67), 교반기를 온시키고 낮은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S13). 이 때에는 누적 출수 시간이 서서히 증가하여 냉수의 온도가 서서히 상승하는 것으로 판단할 수 있다.

또 다른 경우로서, 상기 출수 시간(τw)이 상기 출수 제 2 설정시간(τ_high)보다 큰 것으로 판단되면(S67), 교반기를 온시키고 높은 회전속도로 교반기를 동작시킨다(S14). 이 때에는 출수량이 많아서 냉각수와 냉수를 신속하게 열교환하여야 하는 상태로 인식할 수 있다.

상기 정수기 제어방법에 따르면 출수된 시간에 근거하여, 소비자가 원하는 냉수를 최적으로 공급할 수 있는 것과, 소비전력을 절감하는 효과를 함께 달성할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 정수기 제어방법을 적용하여 시뮬레이션을 수행한 결과는 나타내는 그래프이다. 실험의 조건은, 냉각수량은 1600g이고, 초기 냉각수 온도는 Tc = 1℃이고, 공급되는 정수 온도는 25℃이고, 한 잔의 양은 120cc이고, 한 잔의 출수 소요시간은 8초이고, 출수 주기는 15로서 출수 간의 시간간격은 7초이다.

한편, 대류열전달계수는 h[W/㎡℃]는, 교반기가 오프일 때에는 냉각수의 온도가 6도씨이하이고 물의 자연대류계수인 200이다. 한편, 교반기가 동작될 때에는, 교반기가 저속 RPM일 때에는 냉각수의 온도가 6도씨에서 10도씨의 범위 내에서 400이고, 교반기가 고속 RPM일 때에는 냉각수의 온도가 10도씨보다 높은 범위 내에서 600으로 하였다.

도 12를 참조하면, 고속 RPM으로만 동작시킬 경우에는 5.56~14.77도씨로서 9.21도씨의 온도범위로 온도편차 큰 것을 볼 수 있었다. 저속 RPM으로만 동작시킬 경우 8.2~15.2도씨로서 7도씨의 온도범위로 온도편차 큰 것을 볼 수 있었다. 교반기 오프된 상태로만 동작시킬 경우에는 12.07~16.25로씨로서 4.18도씨의 온도범위로 온도편차는 작으나 출수 온도가 높아져서 만족할 수 있는 냉수 온도를 얻을 수 없는 것을 확인할 수 있었다.

실시예가 적용되어 냉각수 온도(Tc)에 따라서 교반기를 제어할 경우에는, 10.82~13.36도씨로서 2.55도씨의 온도범위로 온도편차가 작다. 이에 따르면 계속해서 출수를 하더라도 소비자는 만족할 수 있는 수준의 냉수를 얻을 수 있는 것을 볼 수 있다.

본 발명에 따르면, 교반기의 회전속도를 조절하여 냉수온도에 적극적으로 대응할 수 있어서, 사용자의 만족감을 더욱 증진할 수 있으므로, 정수기 사용자의 만족을 더욱 높일 수 있다.

교반기: 68

Claims

케이스;
상기 케이스에 제공되어 사용자의 조작신호를 받아들이는 적어도 하나의 선택버튼이 포함되는 조작부;
정수를 냉각시키는 쿨링 탱크;
상기 쿨링 탱크 내부의 내부 공간에 놓이고 상기 정수가 흐르는 쿨링 코일;
상기 쿨링 탱크의 내부에 수용되는 냉각수;
상기 냉각수를 교반하여 상기 냉각수와 상기 쿨링코일을 열교환시키는 교반기;
상기 교반기를 회전시키기 위하여 상기 교반기에 체결되고, 영이 아닌 적어도 두 개의 회전속도로 동작이 가능한 모터; 및
상기 모터의 회전속도를 제어하는 컨트롤 어셈블리가 포함되는 정수기.
제 1 항에 있어서,
상기 선택버튼에는,
출수되는 냉수를 가급적 차갑게 하는 최저온도모드와, 최적의 냉수온도를 공급하는 냉수온도모드 중에서 하나를 선택하는 모드선택버튼이 포함되는 정수기.
쿨링 탱크, 상기 쿨링 탱크 내부의 내부 공간에 놓이고 정수가 흐르는 쿨링 코일, 상기 쿨링 탱크의 내부에 수용되는 냉각수, 상기 냉각수와 접하는 증발기, 상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기, 상기 냉각수를 교반하여 상기 냉각수와 상기 쿨링 코일을 열교환시키는 교반기, 및 상기 교반기를 회전시키기 위하여 상기 교반기에 체결되고 영이 아닌 적어도 두 개의 회전속도로 동작이 가능한 모터가 포함되는 정수기를 제어하는 방법이고,
상기 정수기의 출수버튼이 동작되는 단계;
상기 냉각수의 온도 관련정보에 근거하여,
- 상기 냉각수의 온도 관련정보가 제 1 임계치 보다 작은 경우에는, 상기 교반기를 정지시키는 제 1 모드,
- 상기 냉각수의 온도 관련정보가, 상기 제 1 임계치보다 크지만 상기 제 1 임계치보다 큰 제 2 임계치보다는 작은 경우에는, 상기 교반기를 저속인 제 1 회전속도로 회전시키는 제 2 모드,
- 상기 냉각수의 온도 관련정보가 상기 제 2 임계치보다 큰 경우에는, 상기 교반기는 상기 제 1 회전속도보다 빠른 제 2 회전속도로 회전시키는 제 3 모드가 수행되는 단계; 및
상기 정수가 출수되는 단계가 포함되는 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 정수기에 제공되어 사용자의 조작신호를 받아들이는 적어도 하나의 선택버튼이 포함되는 조작부, 및 상기 선택버튼에는, 출수되는 냉수를 가급적 차갑게 하는 최저온도모드와 최적의 냉수온도를 공급하는 냉수온도모드 중에서 하나를 선택하는 모드선택버튼이 포함되고,
상기 모드선택버튼이 최저온도온도로 선택된 경우에는, 상기 냉각수의 온도 관련정보와 무관하게 교반기를, 상기 제 1 회전속도보다 빠른 속도로 회전시키는 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 출수버튼이 동작되기 전에:
상기 냉각수의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 냉각수의 온도를 기준으로 하여,
- 상기 냉각수의 온도가, 소정의 온도인 압축기 제 1 기준 온도보다 높으면, 상기 압축기를 낮은 주파수로 동작시키고, 상기 교반기를 제 2 회전속도보다 낮은 속도로 회전시키고,
- 상기 냉각수의 온도가, 상기 압축기 제 1 기준 온도보다 낮은 압축기 제 2 기준 온도보다 낮으면, 상기 압축기와 상기 교반기를 오프시키는 단계가 포함되는 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 모드에서는 압축기를 정지시키고,
상기 제 2 모드, 상기 제 3 모드에서는 상기 압축기를 높은 주파수로 동작시키는 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 냉각수의 출수가 개시된 후에, 상기 냉각수의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 냉각수의 온도에 근거하여,
- 상기 냉각수의 온도가, 소정의 온도인 압축기 제 4 기준 온도보다 낮으면, 압축기를 오프시키고,
- 상기 냉각수의 온도가, 상기 압축기 제 4 기준 온도보다 높은 압축기 제 3 기준 온도보다 높으면, 상기 압축기와 상기 교반기를 운전시키고,
- 상기 냉각수의 온도가 상기 압축기 제 4 기준 온도와 상기 압축기 제 3 기준 온도의 사이이면, 상기 압축기와 상기 교반기는 현재의 운전상태를 유지하는 단계가 출수의 완료까지 수행되는 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 냉각수의 온도 관련정보는 온도센서로 측정되는 상기 냉각수의 온도이고,
상기 제 1 임계치 교반기 제 1 설정온도이고,
상기 제 2 임계치는 교반기 제 2 설정온도인 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 냉각수의 온도 관련정보는, 소정의 시간 간격 이내로 이어서 출수되는 출수 잔수이고,
상기 제 1 임계치 출수 제 1 설정 횟수이고,
상기 제 2 임계치는 출수 제 2 설정 횟수인 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 냉각수의 온도 관련정보는, 소정의 시간 간격 이내로 이어서 출수되는 출수 유량이고,
상기 제 1 임계치 출수 제 1 설정유량이고,
상기 제 2 임계치는 출수 제 2 설정유량인 정수기의 제어방법.
제 3 항에 있어서,
상기 냉각수의 온도 관련정보는, 소정의 시간 간격 이내로 이어서 물이 출수되는 때의 출수 시간이고,
상기 제 1 임계치는 출수 제 1 설정시간이고,
상기 제 2 임계치는 출수 제 2 설정시간인 정수기의 제어방법.