KR20220101400A - A Water Heater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효율을 향상할 수 있는 온수기에 관한 것이다.The present invention relates to a water heater, and more particularly, to a water heater capable of improving efficiency.
온수기는, 유입된 냉수를 가열하여 온수 수요처로 공급하는 장치를 의미한다. 히트펌프 온수기(Heat pump water heater)는, 히트펌프를 이용한 급탕 장치로, 급탕을 위한 물탱크와 물탱크의 물을 데우기 위한 히트펌프 사이클로 구성되는 것이 일반적이다.The water heater refers to a device that heats the introduced cold water and supplies it to a hot water demanding destination. A heat pump water heater is a hot water supply device using a heat pump, and generally includes a water tank for supplying hot water and a heat pump cycle for heating water in the water tank.
히트펌프 사이클은, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 응축되는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매가 팽창되는 팽창기, 및, 상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기를 포함할 수 있다. 상기 히트펌프 사이클에서, 냉매는 상기 증발기에서 열을 흡수하여 상기 응축기에서 열을 방출하고, 물에 열이 전달됨으로써 온수가 제조될 수 있다.The heat pump cycle may include a compressor for compressing the refrigerant, a condenser in which the refrigerant discharged from the compressor is condensed, an expander in which the refrigerant passing through the condenser expands, and an evaporator in which the refrigerant expanded in the expander is evaporated. . In the heat pump cycle, the refrigerant absorbs heat from the evaporator to release heat from the condenser, and heat is transferred to the water to produce hot water.
히트펌프 온수기는, 히트펌프 사이클 운전을 통해 외부 열원에서 증발을 하고 차가워진 공기는 외부로 배출한다. 그리고 고온, 고압부의 응축 열교환기를 물탱크 외부와 접촉한 상태에서 물탱크 내부의 물을 가열하는 구조를 가질 수 있다.The heat pump water heater evaporates from an external heat source through the heat pump cycle operation and discharges the cooled air to the outside. In addition, in a state in which the high-temperature and high-pressure condensing heat exchanger is in contact with the outside of the water tank, it may have a structure in which the water inside the water tank is heated.
물탱크 내부에서는 상부에 온수, 하부에 냉수가 함께 존재하게 되며, 그 사이에는 수온이 변하는 중간층(수온약층)이 형성(성층화 현상)된다. Inside the water tank, hot water at the top and cold water at the bottom exist together, and an intermediate layer (thermostat layer) in which the water temperature changes is formed (stratification phenomenon).
한편, 온수 저장 물탱크를 사용하여 물을 가열하는 제품의 온(On) 동작은 대부분 물탱크의 높이 중 특정 지점에 설치한 온도 센서를 기준으로 이루어진다. On the other hand, most of the on operation of a product that heats water using a hot water storage water tank is performed based on a temperature sensor installed at a specific point among the height of the water tank.
온수를 사용하여 그 온도 센서가 설치된 지점을 성층화 현상이 일어난 온수/냉수의 경계(중간층)가 지나가게 되면, 온도 센서가 센싱하는 온도는 급격하게 냉수 온도에 가깝게 내려가며, 제품이 설정한 온도보다 낮아지면 온(On) 동작한다.When the hot water/cold water boundary (intermediate layer) where the stratification occurs passes through the point where the temperature sensor is installed using hot water, the temperature sensed by the temperature sensor rapidly drops close to the cold water temperature, and the temperature is lower than the temperature set by the product. When it goes low, it turns on.
즉 중간층의 두께가 어떻게 형성되어 있느냐와 제품에서 온(On) 동작하도록 설정한 온도값에 따라 온 시점이 조절이 된다. 이는 제품 설정과 사용을 동일하게 하더라도 물탱크의 높이와 온도 센서의 분해능 한계로 온(On) 동작되는 시점이 동일하지 않게 하는 원인이 되기도 한다.That is, the on time is controlled according to how the thickness of the intermediate layer is formed and the temperature value set to operate on the product. Even if the product setting and use are the same, the height of the water tank and the time of on-operation due to the resolution limit of the temperature sensor may not be the same.
수온약층의 얇은 보존은, 온수/냉수와의 경계를 명확하게 하여 서로 섞이는 것을 방지할 수 있고, 온수기 효율 향상에도 도움이 된다.Thin preservation of the water thermocline layer makes the boundary between hot and cold water clear and prevents mixing with each other, and helps to improve the efficiency of the water heater.
본 발명의 목적은, 수온약층을 더 얇게 보존할 수 있는 온수기를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a water heater capable of preserving a water temperature medicine layer thinner.
본 발명의 목적은, 고효율 운전이 가능한 온수기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a water heater capable of high-efficiency operation.
본 발명의 목적은, 냉수나 미온수가 출수될 수 있는 가능성을 줄이고, 온도 센서를 통한 히트펌프 재기동 시간 지연을 줄일 수 있는 온수기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a water heater capable of reducing the possibility that cold water or lukewarm water may be discharged and reducing the delay in restarting a heat pump through a temperature sensor.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에 의해서 이해될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the detailed description according to the embodiment of the present invention.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 온수기는, 내부에 물을 수용하는 물탱크, 상기 물탱크로 물을 공급하는 입수 배관, 상기 물탱크에 수용된 물을 배출하는 출수 배관, 및, 상기 물탱크 내부로 연장된 상기 입수 배관의 일단에 연결되어, 상기 입수 배관을 통과한 물을 상기 물탱크 내부로 토출하는 입수 헤드를 포함하고, 상기 입수 헤드는, 상기 입수 배관에 연결되는 본체, 상기 본체의 전방 개구부에 배치되고 다수의 분사구를 포함하는 전방 커버를 포함할 수 있다.In order to achieve the above or other object, a water heater according to an aspect of the present invention includes a water tank accommodating water therein, an inlet pipe supplying water to the water tank, an outlet pipe discharging water contained in the water tank, and an acquisition head connected to one end of the acquisition pipe extending into the water tank and discharging the water passing through the acquisition pipe into the water tank, wherein the acquisition head is connected to the acquisition pipe It may include a main body, a front cover disposed in the front opening of the main body and including a plurality of injection holes.
상기 전방 커버는, 상기 입수 헤드를 지지하는 복수의 지지 다리를 포함할 수 있다.The front cover may include a plurality of support legs for supporting the acquisition head.
또한, 상기 지지 다리는, 상기 물탱크의 바닥면에 접촉할 수 있다.Also, the support leg may contact a bottom surface of the water tank.
상기 다수의 분사구의 각각의 면적은, 상기 입수 배관 내부 공동의 면적보다 작을 수 있다.The area of each of the plurality of injection holes may be smaller than the area of the inner cavity of the inlet pipe.
상기 다수의 분사구의 총면적은, 상기 입수 배관 내부 공동의 면적보다 클 수 있다.The total area of the plurality of injection holes may be larger than the area of the inner cavity of the inlet pipe.
상기 본체의 내부에는 상기 입수 배관에서 유입된 물이 상기 전방 커버까지 이동하는 공동이 형성되고, 상기 공동은 상기 전방 커버 측 출구의 면적이 상기 입수 배관 측 입구의 면적보다 더 클 수 있다.A cavity is formed inside the body in which the water introduced from the acquisition pipe moves to the front cover, and the cavity may have an area of the front cover-side outlet than the area of the inlet side of the acquisition pipe.
또한, 상기 공동은 점진적으로 넓어질 수 있다.Also, the cavity can be gradually widened.
상기 입수 배관과 상기 출수 배관은 상기 물탱크의 상측에서 상기 물탱크 내부로 연장되고, 상기 물탱크 내부로 연장된 길이는, 상기 입수 배관이 상기 출수 배관보다 클 수 있다.The inlet pipe and the water outlet pipe may extend from the upper side of the water tank into the water tank, and the length of the length extending into the water tank may be greater than that of the water outlet pipe.
상기 입수 배관과 상기 출수 배관은 상기 물탱크의 측면에서 상기 물탱크 내부로 연장되고, 상기 입수 배관이 상기 출수 배관보다 상기 물탱크의 바닥면에 더 가까울 수 있다.The acquisition pipe and the water outlet pipe may extend into the water tank from a side surface of the water tank, and the inflow pipe may be closer to the bottom surface of the water tank than the outflow pipe.
상기 입수 헤드는, 상기 물탱크의 길이 방향으로 상기 물탱크의 바닥을 향하여 상기 물을 토출할 수 있다.The acquisition head may discharge the water toward the bottom of the water tank in the longitudinal direction of the water tank.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수온약층을 더 얇게 보존할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to preserve the thermocline layer thinner.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 고효율 운전이 가능한 온수기를 제공할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to provide a water heater capable of high-efficiency operation.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 냉수나 미온수가 출수될 수 있는 가능성을 줄이고, 온도 센서를 통한 히트펌프 재기동 시간 지연을 줄일 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to reduce the possibility that cold water or tepid water can be discharged, and it is possible to reduce a delay in restarting the heat pump through the temperature sensor.
한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.On the other hand, various other effects will be disclosed directly or implicitly in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기 구성을 예시하는 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기 구성을 예시하는 도이다.
도 4a와 도 4b는 수온약층 두께에 따른 온수 센서 측정 온도를 예시하는 도이다.
도 5는 온수기의 입출수 방식에 대한 설명에 참조되는 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 입수 헤드를 예시하는 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 구성을 예시하는 도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 입수 헤드를 예시하는 도이다.1 is a front view of a water heater according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of a water heater according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of a water heater according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams illustrating the measured temperature of the hot water sensor according to the thickness of the thermostat layer.
5 is a diagram referenced in the description of the water input/exit method of the water heater.
6 is a diagram illustrating an acquisition head according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a configuration of a water heater according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an acquisition head according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments and may be modified in various forms.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. In the drawings, in order to clearly and briefly describe the present invention, the illustration of parts irrelevant to the description is omitted, and the same reference numerals are used for the same or extremely similar parts throughout the specification.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)", "전", "후" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", "before", "after", etc. As shown in , it can be used to easily describe the correlation between one component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of components in use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when a component shown in the drawing is turned over, a component described as “beneath” or “beneath” of another component may be placed “above” of the other component. can Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.On the other hand, the suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given only considering the ease of writing the present specification, and do not give a particularly important meaning or role by itself. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기 구성을 예시하는 도이다.1 is a front view of a water heater according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a water heater according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 온수기(1)는, 급탕을 위한 물탱크(11)를 포함하는 물탱크부(10), 및, 물탱크(11)의 물을 가열하기 위한 히트펌프 사이클(20)을 포함할 수 있다. 실시 예에 따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 온수기(1)는, 히트펌프 사이클(20)이 아닌 다른 가열 수단으로 물탱크(11)를 가열할 수도 있다.1 and 2 , a
물탱크부(10)는 내부에 물을 수용하는 물탱크(11), 물탱크(11)로 물을 공급하는 입수 배관(12a), 및, 물탱크(11)에서 가열된 물을 배출하는 출수 배관(12b)을 포함할 수 있다.The
온수기(1)의 하부에는 물탱크(11)로 물을 공급하는 입수 배관(12a)이 형성될 수 있다. 입수 배관(12a)의 끝단부는 온수기(1)의 내부로 함몰되게 형성될 수 있고, 온수기(1)의 외부로 돌출되도록 형성될 수도 있다. 입수 배관(12a)은 호스와 같은 수공급원이 삽입되거나 결착될 수 있는 구조로 형성되어, 상기 수공급원과 연결되어 물탱크(11)의 내부로 물을 공급할 수 있다.A
물탱크(11)의 상부에는 물탱크(11)에서 가열된 물을 배출하는 출수 배관(12b)이 형성될 수 있다. 실시 예에 따라서, 출수 배관(12b)의 끝단부는 온수기(1)의 내부로 함몰되게 형성될 수 있고, 온수기(1)의 외부로 돌출되도록 형성될 수도 있다. An
출수 배관(12b)은 호스와 같은 수공급원이 삽입되거나 결착될 수 있는 구조로 형성되어, 상기 수공급원과 연결되어 물탱크(11)에서 가열된 물을 온수 수요처로 배출시킬 수 있다.The
온수기(1)의 케이스 외벽에는 하나 이상의 정보를 표시하는 디스플레이(30)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 온수기(1)의 출수 배관(12b) 인근에는 온수기(1)로부터 배출되는 온수의 온도를 표시해주는 디스플레이(30)가 배치될 수 있다. 디스플레이(30)는 온수기(1)의 외벽에 부착되어 형성되거나, 외벽에 내장되어 온도를 표시할 수도 있다. 디스플레이(30)는 온수기(1)로부터 배출되는 온수의 온도 뿐만아니라, 온수 수요처에서 요구하는 기타 정보를 동시에 제공할 수도 있다.A
물탱크(11)는 실내에 배치될 수 있고, 입수 배관(12a)을 통해 물탱크(11) 내부로 유입된 물은 히트펌프(20)와 히터(60)에 의해 가열되어 출수 배관(12b)을 통해 배출될 수 있다.The
온수기(1)는, 냉매를 압축시키는 압축기(21), 압축기(21)로부터 토출된 고온고압상태의 냉매를 물탱크(11) 내부의 물과 열교환시켜 물에 열을 공급하는 응축기(22), 응축기(22)를 거쳐 응축된 냉매를 감압시키는 팽창기(23), 및, 팽창기(23)를 거쳐 감압된 저온저압상태의 냉매를 외부공기와 열교환시켜 증발시키는 증발기(24)를 포함할 수 있다.The
응축기(22)는, 실내에 배치된 물탱크(11)의 외벽에 배치될 수 있다. 응축기(22)는 물탱크(11) 내부의 물과 열교환하기 위한 최소 간격을 가지고 배치될 수 있고, 물탱크(11)의 외벽에 부착되게 배치될 수도 있다.The
응축기(22)는, 물탱크(11)의 하부영역에 부착되게 배치될 수 있고, 물탱크(11) 내부에는 응축기(22)를 유동하는 냉매로부터 열을 공급받아 물이 가열되는 영역인 가열영역(H)이 형성될 수 있다.The
가열영역(H)의 인근에는 가열영역(H)에 저장된 물의 온도를 측정하는 제1 온도센서(51)가 배치될 수 있고, 물탱크(11)의 상부에는 물탱크(11)의 상부에 저장된 물의 온도를 측정하는 제2 온도센서(52)가 배치될 수 있다.A
제1 온도센서(51)는 가열영역(H)에 저장된 물의 평균온도수치를 측정할 수 있고, 제2 온도센서(52)는 출수 배관(12b)을 통해 배출되는 물의 평균온도수치를 측정할 수 있다.The
제1 온도센서(51)는 가열영역(H)의 중간 혹은 물탱크(11)에 부착된 응축기(22)의 중간지점에 배치될 수 있고, 물탱크(11)의 전체높이를 1로 보았을 때, 최하측으로부터 전체높이의 0.21비율의 높이지점에 배치될 수 있다.The
제2 온도센서(52)는 출수 배관(12b)과 동일한 높이에 배치될 수 있고, 물탱크(11)의 전체높이를 1로 보았을 때, 최하측으로부터 전체높이의 0.74비율의 높이지점에 배치될 수 있다.The
제2 온도센서(52)와 출수 배관(12b)은 응축기(22)와 가열영역(H)보다 높은 위치에 배치되고, 입수 배관(12a)은 응축기(22)의 하부에 배치되거나 응축기(22)보다 하측에 배치될 수 있다.The
온수기(1)는 빠른 가열을 위해 보조 열원을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열영역(H)의 인근에는 히트펌프(20)와 더불어 가열영역(H)으로 추가적인 열을 공급하는 보조히터(60)가 배치될 수 있고, 보조히터(60)는 물탱크(11)의 하부에 배치될 수 있다.The
히트펌프(20)는, 증발기(24)에서의 열교환을 돕기위해 외부공기 유동을 발생시키는 팬(25)을 더 포함할 수 있다.The
온수기(1)는, 압축기(21)의 운전, 및, 온수기(1)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(40)를 포함할 수 있다. 제어부(40)는 압축기(21) 뿐만 아니라, 팬(25)과 히터(60)의 운전까지 제어할 수 있다.The
제어부(40)는 제1 온도센서(51) 및 제2 온도센서(52)와 무선 또는 유선으로 연결되어, 제1 온도센서(51) 및 제2 온도센서(52)에서 송신한 신호를 수신받을 수 있다. 또한, 제어부(40)는 제1 온도센서(51) 및 제2 온도센서(52)에서 수신받은 신호를 기초로 하여, 압축기(21), 팬(25) 및 히터(60)의 운전을 제어할 수 있다. The
예를 들어, 제어부(40)는, 제2 온도센서(52)와 설정온도가 소정 온도차(예, 섭씨 2.5도) 이내 차이가 나면 압축기(21)를 끄고, 아니면, 압축기(21)를 구동할 수 있다.For example, the
경우에 따라서, 응축기(22)는 실내에 배치된 물탱크(11)의 외벽에 배치되고, 압축기(21), 팽창기(23), 증발기(24), 팬(25)은 실외에 배치될 수 있다.In some cases, the
더 바람직하게는, 응축기(22)는 실내에 배치된 물탱크(11)의 외벽에 배치되고, 압축기(21), 팽창기(23), 증발기(24), 팬(25)은 실내에 배치된 물탱크(11)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 컴팩트(compact) 온수기(1) 제품 전체가 실내에 배치될 수 있다. More preferably, the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기 구성을 예시하는 도이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a water heater according to an embodiment of the present invention.
도 1과 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온수기(1)는, 제품 하부에 급탕 물탱크(11)를 포함하는 물탱크부(10)가 배치되고, 제품 상부에 히트펌프 사이클(20)이 배치될 수 있다.1 and 3 , in the
히트펌프 기계실(20a)은, 히트펌프 사이클(20) 중 상기 압축기(21), 상기 증발기(24), 및, 상기 팽창기(23)를 수용하고, 상기 물탱크부(10)와 분리된 구조를 가질 수 있다.The heat
히트펌프 기계실(20a)에는 외부 공기 유입을 위한 흡입 덕트(27)와 내부 공기 배출을 위한 토출 덕트(28)가 형성될 수 있다. 상기 흡입 덕트(27)는, 상기 히트펌프 기계실(20a)의 상측에 연결되고, 상기 토출 덕트(28)는, 상기 히트펌프 기계실(20a)의 측면에 연결될 수 있다. 또한, 상기 물탱크는(11), 상기 히트펌프 기계실(20a)의 하측에 배치될 수 있다.In the heat
제품 하부의 물탱크부(10)는, 물탱크(11), 물탱크(11) 하부에 형성되는 입수 배관(12a), 및, 물탱크(11)의 상부에 형성되는 출수 배관(12b)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 물탱크부(10)는, 출수관 선택부(400)를 더 포함할 수 있다. 출수관 선택부(400)는 물탱크(11)의 상부에 형성될 수 있다.The
히트펌프 사이클(20)은, 냉매를 압축시키는 압축기(21), 압축기(21)로부터 토출된 고온고압상태의 냉매를 물탱크(11) 내부의 물과 열교환시켜 물에 열을 공급하는 응축기(22), 응축기(22)를 거쳐 응축된 냉매를 감압시키는 팽창기(23), 및, 팽창기(23)를 거쳐 감압된 저온저압상태의 냉매를 외부공기와 열교환시켜 증발시키는 증발기(24)를 포함할 수 있다. 히트펌프 사이클(20)을 순환하는 냉매는 열교환기인 응축기(22)와 증발기(24)에서 물, 공기와 열교환된다.The
제품 상부의 히트펌프 사이클(20)에서는, 냉매가 압축기(21) 운전에 따라 냉매 순환 배관을 통해 순환하게 된다. In the
압축기(21)에서 토출된 고온 고압의 냉매는 물탱크(11)를 감싸고 있는 응축기(응축 열교환기)(22)를 지나면서 물탱크(11) 내부의 냉수와 열교환하게 된다.The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
열교환을 통해 물탱크(11) 내부 냉수의 수온이 상승하고, 응축 열교환기(22)의 냉매는 과냉 상태인 액체 냉매로 상부의 히트펌프 사이클(20)로 순환한다. The water temperature of the cold water inside the
과냉 냉매는 다시 팽창기(23)를 통과하여 저온 저압 냉매 상태로 증발기(증발 열교환기)(24)로 순환된다. 이 때, 팬(25)과 팬 모터(25m)는, 외부 공기를 유동시켜 열교환을 도울 수 있다. The supercooled refrigerant passes through the
실시 예에 따라서, 팬 모터(25m) 및 팬(25)이, 회전하여, 흡입 덕트(27)를 통하여, 히트펌프 기계실(20a)로 외부 공기를 흡입하고, 증발 열교환기(24)에 외부 공기를 보내 냉매가 열을 흡수할 수 있게 한다. 한편, 차가워진 공기는 토출 덕트(28)를 통해서 히트펌프 기계실(20a) 외부로 배출될 수 있다.According to the exemplary embodiment, the
일반적인 히트펌프 온수기는, 일정 온도 이하로 물탱크 내 물 온도가 내려가면, 히트펌프 사이클 운전을 통해 물탱크 내부 전체를 설정 온도까지 가열한다. 그러면, 물탱크 전체 물의 온도가 설정 온도에 대응하는 고온 상태까지 상승된다. 한편, 물탱크 내부 온수는 시간이 지남에 따라 전체적으로 온도가 하락한다. In a general heat pump water heater, when the temperature of water in a water tank falls below a certain temperature, the entire inside of the water tank is heated to a set temperature through a heat pump cycle operation. Then, the temperature of the entire water tank is increased to a high temperature state corresponding to the set temperature. On the other hand, the overall temperature of the hot water inside the water tank decreases over time.
물탱크는 온수의 사용 시, 시수(냉수)의 공급이 자동으로 이루어지며, 냉수는 일반적으로 온수보다 밀도가 커서 물탱크의 하단부에 위치하게 된다. 이로 인해 입수관은 물탱크의 하단부에 위치하며 출수관은 상단부에 위치하는 것이 일반적이다.The water tank automatically supplies time water (cold water) when hot water is used, and cold water is generally located at the lower end of the water tank because it has a higher density than hot water. For this reason, it is common that the inlet pipe is located at the lower end of the water tank and the water outlet pipe is located at the upper end.
온수의 사용이 일어나면 물탱크 내부에서는 상부에 온수, 하부에 냉수가 함께 존재하게 되며, 그 사이에는 수온이 변하는 중간층(수온약층)이 형성되는데 이를 성층화 현상이라고 한다. 성층화 상태는 온수의 사용 속도(냉수의 유입 속도) 의해 지배적인 영향을 받는데, 이 중간층의 두께가 얇을수록 성층화가 잘 이루어진 상태로 본다. 성층화가 잘 이루어진 상태여야 상부의 온수가 온도를 잘 유지할 수 있게 된다.When hot water is used, hot water at the top and cold water at the bottom exist together inside the water tank, and an intermediate layer (thermostat layer) in which the water temperature changes is formed, which is called stratification. The stratification state is dominantly influenced by the use rate of hot water (the inflow rate of cold water), and the thinner the intermediate layer, the better the stratification. When the stratification is well done, the hot water at the top can maintain the temperature well.
온수 저장 물탱크를 사용하는 제품의 온(On) 동작은 대부분 물탱크의 높이 중 특정 지점에 설치한 온도 센서를 기준으로 이루어진다. 온수를 사용하여 그 온도 센서가 설치된 지점을 성층화 현상이 일어난 온수/냉수의 경계(중간층)가 지나가게 되면, 온도 센서가 받아들이는 온도는 급격하게 냉수 온도에 가깝게 내려가며 제품이 설정한 온도보다 낮아지면 온 동작하게 되는 것이다. 즉, 중간층의 두께가 어떻게 형성되어 있느냐와 제품에서 온 동작하도록 설정한 온도값에 따라 시점이 조절이 되는 것이다. 이는 제품 설정과 사용을 동일하게 하더라도 물탱크의 높이와 온도 센서의 분해능 한계로 온 동작되는 시점이 동일하지 않게 하는 원인이 되기도 한다.Most of the on operation of products using a hot water storage water tank is based on a temperature sensor installed at a specific point among the height of the water tank. When the hot water/cold water boundary (intermediate layer) where the stratification occurs passes through the point where the temperature sensor is installed using hot water, the temperature received by the temperature sensor rapidly drops close to the cold water temperature and is lower than the temperature set by the product. It will work all over the ground. That is, the timing is controlled according to how the thickness of the intermediate layer is formed and the temperature value set to operate on the product. Even if the product setting and use are the same, the height of the water tank and the time of on-operation due to the resolution limit of the temperature sensor may not be the same.
도 4a와 도 4b는 수온약층 두께에 따른 온수 센서 측정 온도를 예시하는 도로, 도 4a는 수온약층이 두꺼운 경우를 예시하고, 도 4b는 수온약층이 얇은 경우를 예시한다. 4A and 4B are roads exemplifying the measured temperature of the hot water sensor according to the thickness of the thermostat layer, FIG. 4A exemplifies a case where the thermocup layer is thick, and FIG. 4b exemplifies the case where the thermostat layer is thin.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 동일한 속도로 출수를 진행하고 있다면 온도 센서가 측정하고 있는 온도는 시간에 따라 감소하게 된다.Referring to FIGS. 4A and 4B , if water is discharged at the same speed, the temperature measured by the temperature sensor decreases with time.
수온약층은 온수와 냉수 사이의 온도 변화 구간을 말하며, 일반적으로 이 구간에서 물탱크의 온도 센서 값에 설정 해 놓은 재가열 조건에 돌입하게 된다. The thermocline layer refers to a temperature change section between hot and cold water, and generally enters the reheating condition set in the temperature sensor value of the water tank in this section.
도 4a와 같이, 수온약층의 두께가 두꺼운 상태에서 재가열 온도 조건이 매우 낮은 상태라면, 매우 많은 양의 미온수가 출수될 수 있는 조건이 된다. 예를 들어 2000 mm 높이의 200 L급 물탱크를 가정하고 온도 센서가 바닥으로부터 1500 mm 부근에 있는 상황에 수온약층이 500 mm 형성되어 있다면약 50 L의 미온수를 가지고 있는 상황이 되고, 500 mm 의 수온약층의 중간 부분이 재가열 조건이 되어 1500 mm 센서 위치를 지나게 되면 운전이 시작된다. 다만 이 때 출수가 많으면, 재가열이 채 완료되기 전에 이미 미온수가 출수된다. As shown in FIG. 4A , if the reheating temperature condition is very low in a state in which the thickness of the thermostat layer is thick, it becomes a condition in which a very large amount of tepid water can be discharged. For example, assuming a 200 L-class water tank with a height of 2000 mm and the temperature sensor is around 1500 mm from the floor, if a thermocline layer is formed 500 mm, it will be a situation with about 50 L of tepid water, and a thermocup layer of 500 mm. The operation starts when the middle part of the sensor passes through the 1500 mm sensor position as the reheating condition. However, if there is a lot of water flowing out at this time, the lukewarm water is already discharged before reheating is completed.
반대로, 도 4b와 같이, 만약 수온약층의 두께가 얇은 상황(예를 들어 50 mm 수준)이라면, 온수와 냉수 사이의 미온수는 약 5L 수준으로 매우 적은 양이 존재하게 되고, 1500 mm 높이의 온도 센서 구간을 지나가는 시점에 빠르게 온도 센서가 인지할 수 있다.Conversely, as shown in Figure 4b, if the thickness of the thermostat layer is thin (for example, at the level of 50 mm), the tepid water between the hot water and the cold water is about 5L, and there is a very small amount, and the 1500 mm high temperature sensor section The temperature sensor can recognize it quickly when passing through.
냉수에 가까운 지점에서 히트펌프의 재기동이 되도록 설정온도가 낮은 상태라면 수온약층의 두께만큼이 재기동에 걸리는 제어적인 지연시간으로 작용하고, 미온수의 출수 가능성이 높아진다. 따라서 수온약층이 얇을수록 제어 안정성이 확보된다고 볼 수 있다.If the set temperature is low to restart the heat pump at a point close to cold water, the thickness of the thermostat layer acts as a controlled delay time for restart, and the possibility of tepid water outflow increases. Therefore, it can be seen that the thinner the thermocline layer, the more secure the control stability.
수온약층이 얇으면 얻을 수 있는 다른 이점은 설정온도에 가까운 온수 온도의 유지시간이다. 도 4a와 도 4b에서 보여주는 온수 온도의 그래프는 일정속도로 출수될 때의 온도 센서 측정값의 그래프인데, 온수, 냉수의 온도는 같고, 수온약층 중간지점의 시점도 같다. 다만 수온약층 두께는 직선 형태로 기울기만 다르다. 이는 전체 평균은 같은 값을 보이는 상태를 말하며, 온수의 유지 시간은 도 4b에서 상대적으로 늘어난 것을 확인할 수 있다. Another advantage of having a thin thermocline layer is the maintenance time of the hot water temperature close to the set temperature. The graph of the hot water temperature shown in FIGS. 4A and 4B is a graph of the temperature sensor measured value when water is discharged at a constant speed. However, the thickness of the thermocline layer differs only in the slope in the form of a straight line. This means that the overall average shows the same value, and it can be seen that the holding time of hot water is relatively increased in FIG. 4B .
수온약층이 얇으면 얻을 수 있는 다른 이점은 히트펌프 운전 효율의 증가인데, 이는 응축기(열교환기)의 높이에 따라 영향도가 다를 수 있다. 재가열 운전 시 열교환기가 수온약층에 포함된 상태로 운전하는 것과 온전하게 냉수에 담긴 상태에서 운전하는 것의 열교환 효율이 달라서 발생하는 이점이다. 일반적으로 포화점은 존재하나 열교환기와 가열 대상(냉수 혹은 미온수)의 온도차가 클수록 열교환 성능은 좋아지며, 적정 고저압 차를 갖는 영역에서 히트펌프 사이클이 형성되는 것이 제품의 효율을 좋게 한다. 수온약층이 얇으면 열교환기와의 온도차를 크게 가져갈 수 있는 가능성이 높아지며, 히트펌프 사이클의 고저압 차가 작은 상태에서 운전이 가능한 상태가 된다.Another benefit that can be obtained when the thermocline layer is thin is an increase in heat pump operation efficiency, which may have different effects depending on the height of the condenser (heat exchanger). This is an advantage that arises from the difference in heat exchange efficiency between operating the heat exchanger while it is contained in the water temperature agent layer and operating it while it is completely immersed in cold water during the reheating operation. In general, there is a saturation point, but the greater the temperature difference between the heat exchanger and the object to be heated (cold water or lukewarm water), the better the heat exchange performance. If the thermocline layer is thin, the possibility of taking a large temperature difference with the heat exchanger increases, and operation becomes possible in a state where the high and low pressure difference of the heat pump cycle is small.
상술한 것과 같이, 수온약층의 두께가 얇을 경우 얻을 수 있는 이점으로는, 제어 안정성 확보, 설정온도에 가까운 온수 온도의 유지 시간 증가, 히트펌프 운전 효율 증가 등이 있다. 따라서, 물탱크 내부의 수온약층을 얇게 보존할 수 있는 방안이 필요하다.As described above, the advantages obtained when the thickness of the thermostatic layer is thin include securing control stability, increasing the holding time of the hot water temperature close to the set temperature, and increasing the operation efficiency of the heat pump. Therefore, there is a need for a method for thinly preserving the thermostat layer inside the water tank.
도 5는 온수기의 입출수 방식에 대한 설명에 참조되는 도로, 도 5의 (a)는 상부 배관 연결 방식을 예시하고, 도 5의 (b)는 측면부 배관 연결 방식을 예시한다.5 is a road referenced in the description of the input/exit method of the water heater, FIG. 5 (a) illustrates an upper piping connection method, and FIG. 5 (b) illustrates a side piping connection method.
도 5를 참조하면, 일반적인 급탕용 물탱크(11)는 최하단부 근처에 입수 파이프를 갖는 구조를 가지고 있다. Referring to FIG. 5 , a general
도 5의 (a)를 참조하면, 상부 배관 연결 방식은, 물탱크(11) 상부에 입수관(510a)과 출수관(520a)이 배치되고, 입수관(510a)이 물탱크(11) 내부로 길게 연장되어 물탱크(11) 하부에 물을 토출한다.Referring to (a) of FIG. 5 , in the upper pipe connection method, an
도 5의 (b)를 참조하면, 측면부 배관 연결 방식은, 물탱크(11) 측면 하부에 입수관(510b)이 배치되고, 물탱크(11) 측면 상부에 출수관(520b)이 배치된다. 이에 따라, 물탱크(11) 측면 하부에 배치된 입수관(510b)을 통하여, 물탱크(11) 하부에 물을 토출한다.Referring to (b) of FIG. 5 , in the side pipe connection method, the
입수관(510a, 510b)을 통해 들어오는 물은 유속이 빨라서 물탱크(11) 내에 유동을 만들고, 이는 수온약층이 유지되지 못하도록 하는 원인이 된다The water entering through the
특히 고질량 유량의 사용 시에, 물탱크(11) 내벽에 부딪히거나, 가압되어 유속이 빨라지게 하고 물의 혼합이 더 발생하는 방향으로 내부 유동(530)이 발생하게 된다. 예를 들어, 입수관(510a, 510b)을 통해 물탱크(11) 내로 들어오는 물은 내벽에 부딪힌 다음 상방향 유동(530)이 발생한다. 고유량으로 온수를 사용할 시에 물탱크(11)로 들어오는 물의 질량 유량이 커서, 물탱크(11) 내벽을 부딪히고 강제적으로 온수, 냉수가 섞이게 된다. 이러한 내부 유동(530)은 수온약층(T1)을 두껍게 형성하게 하고, 이는 제어 안정성 확보에 치명적일 수 있다In particular, when a high mass flow rate is used, the
따라서, 내부 유동(530)을 감소시켜 수온약층을 얇게 보존할 수 있다. Accordingly, it is possible to reduce the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 입수 헤드를 예시하는 도로, 도 6의 (a)는 상부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600a)를 예시하고, 도 6의 (b)는 측면부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600b)를 예시한다.Figure 6 is a road illustrating an acquisition head according to an embodiment of the present invention, Figure 6 (a) illustrates the acquisition head (600a) of the upper pipe connection method, Figure 6 (b) of the side pipe connection method The
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 온수기 구성을 예시하는 도로. 도 7의 (a)는 상부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600a)가 배치된 물탱크(11)를 예시하고, 도 7의 (b)는 측면부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600b)가 배치된 물탱크(11)를 예시한다.7 is a road illustrating a configuration of a water heater according to an embodiment of the present invention. 7 (a) illustrates the
도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 온수기(1)는, 내부에 물을 수용하는 물탱크(11), 상기 물탱크(11)로 물을 공급하는 입수 배관(510a, 510b), 상기 물탱크(11)에 수용된 물을 배출하는 출수 배관(520a, 520b), 및, 상기 물탱크(11) 내부로 연장된 상기 입수 배관(510a, 510b)의 일단에 연결되어, 상기 입수 배관(510a, 510b)을 통과한 물을 상기 물탱크 내부로 토출하는 입수 헤드(600)를 포함할 수 있다.6 and 7, the
상기 입수 헤드(600)는, 상기 입수 배관(510a, 510b)에 연결되는 본체(610), 상기 본체(610)의 전방 개구부에 배치되고 다수의 분사구(612)를 포함하는 전방 커버(611)를 포함할 수 있다. 상기 입수 헤드(600)는 다수의 분사구(612)를 통하여 물을 물탱크(11) 내부로 토출하고, 물탱크(11) 내부로 토출하는 유속을 감소시켜 내부 유동을 억제함으로써 수온약층(T2)을 얇게 보존할 수 있다. The
도 6의 (a)를 참조하면, 상부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600a)는, 상기 입수 배관(510a)에 연결되는 본체(610), 상기 본체(610)의 전방 개구부에 배치되고 다수의 분사구(612)를 포함하는 전방 커버(611)를 포함할 수 있다. Referring to Figure 6 (a), the upper pipe connection type of the
도 7의 (a)를 참조하면, 상부 배관 연결 방식에서, 상기 입수 배관(510a)과 상기 출수 배관(520a)은 상기 물탱크(11)의 상측에서 상기 물탱크(11) 내부로 연장되고, 상기 물탱크(11) 내부로 연장된 길이는, 상기 입수 배관(510a)이 상기 출수 배관(520a)보다 클 수 있다. 상기 입수 배관(510a)의 끝에는 상기 입수 헤드(600a)가 연결될 수 있다. Referring to (a) of FIG. 7 , in the upper pipe connection method, the
상기 전방 커버(611)의 평탄한 전면에는 다공성 분사구(612)가 배치될 수 있다. 실시 예에 따라서, 상기 본체(610)의 후면에는 수직 방향으로 상기 입수 배관(510a)과 연결되는 연결관(620)이 배치될 수 있다. 상기 연결관(620)은 상기 입수 배관(510a)을 바닥면에 더 가깝게 연장하는 역할을 수행할 수 있다. A
도 6의 (b)를 참조하면, 측면부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600b)는, 상기 입수 배관(510b)에 연결되는 본체(610), 상기 본체(610)의 전방 개구부에 배치되고 다수의 분사구(612)를 포함하는 전방 커버(611)를 포함할 수 있다. Referring to (b) of Figure 6, the side pipe connection type of the acquisition head (600b), the
도 7의 (b)를 참조하면, 상기 입수 배관(510b)과 상기 출수 배관(520b)은 상기 물탱크(11)의 측면에서 상기 물탱크(11) 내부로 연장되고, 상기 입수 배관(510b)이 상기 출수 배관(520b)보다 상기 물탱크(11)의 바닥면에 더 가까울 수 있다. 상기 입수 배관(510b)의 끝에는 상기 입수 헤드(600b)가 연결될 수 있다. Referring to (b) of FIG. 7 , the
상기 입수 헤드(600a, 600b)는, 상기 물탱크(11)의 길이 방향(수직 방향)으로 상기 물탱크(11)의 바닥을 향하여 상기 물을 토출할 수 있다.The acquisition heads 600a and 600b may discharge the water toward the bottom of the
상기 전방 커버(611)의 평탄한 전면에는 다공성 분사구(612)가 배치될 수 있다. 실시 예에 따라서, 상기 본체(610)의 후면에는 수평 방향으로 상기 입수 배관(510b)과 연결되는 연결관(630)이 배치될 수 있다. 상기 연결관(630)은 상기 입수 배관(510b)을 물탱크(11) 중앙에 더 가깝게 연장하는 역할을 수행할 수 있다. A
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 물탱크(11)는 일반적인 형상을 가지나, 입수구조가 다르다. 예를 들어, 입수 유속을 낮출 수 있도록 배관의 길이를 늘리고, 물이 나오는 구멍이 늘어난 구조(다공성 구조)를 가질 수 있다. 이때, 출수되는 각각의 구멍의 유량이 분배되어 매우 적은 질량으로 나올 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
상기 입수 배관(510a, 510b)의 내부에는 물이 유동할 수 있는 공동이 형성된다. 상기 다수의 분사구(612)의 총면적은, 상기 입수 배관(510a, 510b) 내부 공동의 면적보다 클 수 있다. 다공성 구조의 분사구(612)의 총 면적은 원래 입수 배관(510a, 510b)에서 쓰던 관의 면적보다 크게 설정할 수 있다. 다공성 구조를 통해 나오는 물의 유속은 상대적으로 느려지고, 한 분사구(612)당 나오는 물의 질량 유속도 느려질 수 있다. 상기 입수 헤드(600)의 다공성 구조를 통하여, 물탱크(11)에 새로운 시수(냉수)의 공급이 이루어질 때, 이 시수의 유속을 낮출 수 있다.A cavity through which water can flow is formed in the inlet pipe (510a, 510b). The total area of the plurality of injection holes 612 may be larger than the area of the inner cavity of the inlet pipe (510a, 510b). The total area of the
또한, 상기 다수의 분사구(612)의 각각의 면적은, 상기 입수 배관(510a, 510b) 내부 공동(미도시)의 면적보다 작을 수 있다. In addition, the area of each of the plurality of injection holes 612 may be smaller than the area of the inlet pipe (510a, 510b) internal cavity (not shown).
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 입수 헤드(600)의 다공성 구조를 통하여,입수 유속을 저감하고 유동(710, 720)을 감소시킴으로써, 수온약층(T2)을 더 얇게 보존할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, through the porous structure of the
수온약층(T2)의 얇은 보존은 온수/냉수와의 경계를 명확하게 하여 서로 섞이는 것을 방지할 수 있다. 또한, 얇은 수온약층(T2)으로 인하여 물탱크 온도 센서가 온수의 사용 정도를 더 명확하게 판단할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 물탱크(11) 내부 물의 평균온도는 같으나, 경계가 명확하게 됨으로써 수온약층 바로 위 온수 구간에서 기존보다 더 높은 온도를 사용하는 것이 가능하다.The thin preservation of the thermochemical layer T2 can prevent mixing with each other by clarifying the boundary between hot water and cold water. In addition, the water tank temperature sensor can more clearly determine the degree of use of the hot water due to the thin water thermostat layer T2. In addition, according to an embodiment of the present invention, although the average temperature of the water inside the
한편, 상기 본체(610)의 내부에는 상기 입수 배관(510a, 510b)에서 유입된 물이 상기 전방 커버(610)까지 이동하는 공동이 형성되고, 상기 공동은 상기 전방 커버(610) 측 출구의 면적이 상기 입수 배관(510a, 510b) 측 입구의 면적보다 더 클 수 있다. 실시 예에 따라서, 상기 공동은 점진적으로 넓어지면서 유속을 감소시킬 수 있다.On the other hand, inside the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 입수 헤드(600)의 다공성 구조물이 고유량으로 들어오는 물의 질량 유속을 감쇠함으로써, 물탱크(11) 내벽에 부딪히지 않을 정도의 유속으로 떨어뜨려 준다. 물탱크 내부에서 상방향으로 생기는 유동(710, 720)이 없어지며, 수온약층을 깨뜨리는 유동(710, 720)이 사라지는 효과를 가져온다. 따라서 히트펌프 동작으로 데운 온수와 새로 들어온 냉수 사이의 수온약층(T2)이 얇게 형성된 채로 유지가 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the porous structure of the
예를 들어, 최대 사용 유량은 10 LPM 수준으로, 15A (예: 직경 약 12.7mm) 입수 배관(510a, 510b)으로 물탱크(11)에 물이 들어 온다면, 약 1.3 m/s 의 출수 속도를 가지게 된다. 보통 입수된 물은 바닥을 향하여 출수되므로, 바닥과 충돌 후 사방으로 퍼져나가고 이는 성층화 유지에 불리하게 작용하게 된다.For example, the maximum flow rate is 10 LPM, and if water enters the
이를 1/10 수준으로 낮추기 위하여 동일 크기의 분사구(612)를 10개 사용한다면, 유속은 0.13 m/s 가 될 것이고, 내부의 유동의 발생을 크게 낮추는 효과를 볼 수 있다.If 10
다수의 분사구(612)에서 균등하게 유량을 분배하기 위해서는, 가급적이면 분사구(612)는 입수 배관(510a, 510b)보다는 작으면서 총합 면적은 넓도록 구성하는 것이 유리하다. 아니라면 균등한 유량 분배를 위한 분배 장치를 추가할 수도 있다.In order to evenly distribute the flow rate in the plurality of injection holes 612, it is advantageous to configure the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고유량으로 온수를 사용할 시에 물탱크(11)로 들어오는 질량 유량은 크나, 기존 관보다 넓은 면적의 다공성 구조물을 통과 후, 분사구(12) 당 질량 유량이 감소하여 물탱크(11) 내벽에 세게 부딪히는 물(710, 720)의 양이 줄어든다.According to an embodiment of the present invention, when using hot water at a high flow rate, the mass flow rate entering the
이에 따라, 물탱크(11)의 바닥부터 입수된 냉수가 서서히 쌓이는 형태로 유지되고, 수온약층의 두께(T2)가 얇게 유지될 수 있다.Accordingly, the cold water obtained from the bottom of the
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 입수 헤드를 예시하는 도이다. 도 8의 (a)는 상부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600a)를 예시하고, 도 8의 (b)는 측면부 배관 연결 방식의 입수 헤드(600b)를 예시한다.8 is a diagram illustrating an acquisition head according to an embodiment of the present invention. Figure 8 (a) illustrates the acquisition head (600a) of the upper pipe connection method, Figure 8 (b) illustrates the acquisition head (600b) of the side pipe connection method.
도 8을 참조하면, 상기 전방 커버(612)는, 상기 입수 헤드(600a, 600b)를 지지하는 복수의 지지 다리(800)를 포함할 수 있다. 상기 지지 다리(800)는, 상기 물탱크(11)의 바닥면에 접촉할 수 있다.8, the
상기 전방 커버(612)에서 다공성 구조(611)가 형성되는 면이 평평한 형태로, 관에 다공성 구조를 취하는 것과 달리 유속의 방향을 수직 방향으로 구현할 수 있다. 만약 관에 다공성 구조를 취하면, 수직 방향은 일부분만 적용되고, 출수각(degree)이 달라질 수 있다.In the
또한, 관의 다공성 구조는 제작 시, 관의 구멍을 고려하여 제작해야 하는 점이 있으며, 작업이 잘못되면 측방향, 상방향 유량 출수 우려가 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전방 커버(612)에서 다공성 구조(611)가 형성되는 면이 평평한 형태로, 방향의 고정을 위해 지지 다리(800) 설치하기에도 좋은 구조를 가진다. 지지 다리(800)를 통하여 물탱크(11) 바닥과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 입수 헤드(600a, 600b)는, 물탱크(11) 바닥과의 거리를 5 cm 이내로 유지하는 것이 유리하다.In addition, there is a point that the porous structure of the tube has to be produced in consideration of the hole of the tube during manufacture, and if the operation is wrong, there is a risk of water flow in the lateral direction and in the upward direction. However, according to an embodiment of the present invention, the surface on which the
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본체(610)의 두께(T3)가 얇은 구조를 가져갈 경우 성층화에 더욱 더 유리한 구조가 될 수 있다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, when the thickness T3 of the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고 질량 유량을 사용하는 상황에서도 물탱크의 내부에 상방향 유동 발생량을 억제함으로써 수온약층 두께를 얇게 관리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even in a situation where a high mass flow rate is used, the thickness of the thermocide layer can be thinly managed by suppressing the amount of upward flow in the water tank.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수온약층의 두께를 얇게 관리할 수 있게 되면서, 냉수나 미온수가 출수될 수 있는 가능성을 최대한 억제할 수 있고, 온도 센서를 통한 히트펌프 재기동 시간 지연을 줄일 수 있는 장점이 있다.According to an embodiment of the present invention, the thickness of the thermostat layer can be managed thinly, the possibility that cold or tepid water can be discharged can be suppressed as much as possible, and the heat pump restart time delay through the temperature sensor can be reduced. There is this.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 히트펌프가 재기동 할 때까지 온수의 온도를 균일하게 유지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the temperature of the hot water may be uniformly maintained until the heat pump is restarted.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가열을 위한 열교환기가 수온약층을 포함하게 될 가능성을 낮게 함으로써, 고효율 운전이 가능한 장점이 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an advantage that high-efficiency operation is possible by lowering the possibility that the heat exchanger for heating will include a thermocline layer.
본 발명에 따른 온수기 및 그 동작 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The water heater and its operating method according to the present invention are not limited to the configuration and method of the described embodiments as described above, but all or part of each embodiment is selective so that various modifications can be made to the embodiments. It may be configured in combination with .
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
압축기: 21
응축기: 22
증발기: 24
제어부: 40
입수 헤드: 600Compressor: 21
Condenser: 22
Evaporator: 24
Controls: 40
Intake Head: 600
Claims (10)
상기 물탱크로 물을 공급하는 입수 배관;
상기 물탱크에 수용된 물을 배출하는 출수 배관; 및,
상기 물탱크 내부로 연장된 상기 입수 배관의 일단에 연결되어, 상기 입수 배관을 통과한 물을 상기 물탱크 내부로 토출하는 입수 헤드;를 포함하고,
상기 입수 헤드는,
상기 입수 배관에 연결되는 본체,
상기 본체의 전방 개구부에 배치되고 다수의 분사구를 포함하는 전방 커버를 포함하는 온수기.a water tank accommodating water therein;
an inlet pipe for supplying water to the water tank;
an outlet pipe for discharging the water contained in the water tank; and,
Including; and a receiving head connected to one end of the acquisition pipe extending into the water tank and discharging the water passing through the acquisition pipe into the water tank;
The acquisition head,
a body connected to the inlet pipe;
A water heater including a front cover disposed in the front opening of the main body and including a plurality of injection holes.
상기 전방 커버는, 상기 입수 헤드를 지지하는 복수의 지지 다리를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수기.According to claim 1,
The front cover, water heater, characterized in that it comprises a plurality of support legs for supporting the acquisition head.
상기 지지 다리는, 상기 물탱크의 바닥면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 온수기.3. The method of claim 2,
The support leg, the water heater, characterized in that in contact with the bottom surface of the water tank.
상기 다수의 분사구의 각각의 면적은, 상기 입수 배관 내부 공동의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 온수기.According to claim 1,
A water heater, characterized in that the area of each of the plurality of injection ports is smaller than the area of the inner cavity of the inlet pipe.
상기 다수의 분사구의 총면적은, 상기 입수 배관 내부 공동의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 온수기.According to claim 1,
The total area of the plurality of injection ports is a water heater, characterized in that larger than the area of the inner cavity of the inlet pipe.
상기 본체의 내부에는 상기 입수 배관에서 유입된 물이 상기 전방 커버까지 이동하는 공동이 형성되고, 상기 공동은 상기 전방 커버 측 출구의 면적이 상기 입수 배관 측 입구의 면적보다 더 큰 것을 특징으로 하는 온수기.According to claim 1,
A cavity is formed in the body in which the water introduced from the inlet pipe moves to the front cover, and the cavity has a water heater, characterized in that the area of the outlet on the front cover is larger than the area of the inlet on the side of the inlet pipe. .
상기 공동은 점진적으로 넓어지는 것을 특징으로 하는 온수기.7. The method of claim 6,
The water heater, characterized in that the cavity gradually widens.
상기 입수 배관과 상기 출수 배관은 상기 물탱크의 상측에서 상기 물탱크 내부로 연장되고, 상기 물탱크 내부로 연장된 길이는, 상기 입수 배관이 상기 출수 배관보다 큰 것을 특징으로 하는 온수기.According to claim 1,
The water heater, characterized in that the inlet pipe and the water outlet pipe extend from the upper side of the water tank into the water tank, and the length extending into the water tank is greater than that of the water outlet pipe in the inlet pipe.
상기 입수 배관과 상기 출수 배관은 상기 물탱크의 측면에서 상기 물탱크 내부로 연장되고, 상기 입수 배관이 상기 출수 배관보다 상기 물탱크의 바닥면에 더 가까운 것을 특징으로 하는 온수기.According to claim 1,
The inlet pipe and the water outlet pipe extend from the side of the water tank into the water tank, and the inlet pipe is closer to the bottom surface of the water tank than the outflow pipe.
상기 입수 헤드는, 상기 물탱크의 길이 방향으로 상기 물탱크의 바닥을 향하여 상기 물을 토출하는 것을 특징으로 하는 온수기.
According to claim 1,
The acquisition head is a water heater, characterized in that for discharging the water toward the bottom of the water tank in the longitudinal direction of the water tank.
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---|---|---|---|
KR1020210003364A KR20220101400A (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | A Water Heater |
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2021
- 2021-01-11 KR KR1020210003364A patent/KR20220101400A/en not_active Application Discontinuation
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