KR20240063340A - 정수기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절하는 냉수 절전 모드를 동작시킴으로써 소비 전력을 절감할 수 있는 정수기 및 그 제어 방법이 개시된다. 정수기는 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기에 있어서, 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서, 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기 및 제1 온도 센서로부터 입수 온도를 수신하고 입수 온도에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 제어기를 포함한다.

Description

정수기 및 그 제어 방법{WATER PURIFIER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 정수기에 관한 것으로, 더 상세하게는 사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절함으로써 소비 전력을 절감할 수 있는 정수기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

정수기는 외부에서 공급된 원수를 필터링하여 사용자에게 음용수를 제공하는 장치이다. 이를 위해, 정수기는 원수를 필터링하는 적어도 하나의 필터와, 원수 또는 정수가 흐르는 다수의 배관과, 원수 또는 정수의 흐름을 제어하는 밸브 등을 포함한다.

이러한 정수기는 정수는 물론 온수와 냉수의 취출이 가능한 다양한 제품이 출시되고 있다. 근래에는 크기가 작고 다양한 설치환경에 설치될 수 있는 정수기가 개발되고 있다

특허문헌 1(대한민국 등록특허 제10-2414709호)에서는 제빙 시작 후 제빙 완료 시까지의 냉각 부하의 변동을 반영하여 일정한 크기의 얼음을 제조하는 부하 적응형 제빙기, 음용수 공급장치 및 제빙 방법을 제안하고 있다.

특허문헌 1은 제빙 시작 시점에 측정한 냉매의 온도에 기초하여 제빙시간을 설정하고, 설정된 제빙시간의 경과 시점에 냉매 온도를 측정함으로써 제빙 시작 후 제빙 완료 시까지의 냉각 부하의 변동을 파악하고 있다.

그러나, 특허문헌 1은 사용 환경에 따라 제빙기의 냉각 성능을 낮추는 절전 기능이 없으므로 추운 겨울에도 무더운 여름과 같은 에너지를 소비하는 문제점이 있다.

특허문헌 1: 대한민국 등록특허 제10-2414709호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절하는 냉수 절전 모드를 동작시킴으로써 소비 전력을 절감할 수 있는 정수기 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

또한, 입수 온도에 따라 절전 온도를 산출하고 절전 온도를 기초로 냉각기의 구동 조건을 변경함으로써 소비 전력을 절감할 수 있는 정수기 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

또한, 냉수 절전 강도를 선택할 수 있고 냉수 절전 강도와 입수 온도에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절함으로써 소비 전력을 절감할 수 있는 정수기 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법은, 사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절한다.

구체적으로, 입수 온도의 데이터를 누적하여 입수 온도의 평균치를 계산하고 입수 온도의 평균치에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시킨다.

또한, 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법은, 입수 온도에 따라 절전 온도를 산출하고 절전 온도를 기초로 냉각기의 구동 조건을 변경한다.

구체적으로, 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하며, 절전 온도를 기초로 냉각기의 압축기의 제어 온도를 변경한다.

또한, 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법은, 냉수 절전 강도를 선택할 수 있고 냉수 절전 강도와 입수 온도에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절한다.

구체적으로, 냉수 절전 강도는 미리 결정된 디폴트 값으로 설정되거나 사용자의 선택으로 그 값이 설정되며, 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 냉각기의 냉각 성능을 조절한다.

일 실시예에 따른 정수기는, 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기에 있어서, 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서, 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기 및 제1 온도 센서로부터 입수 온도를 수신하고 입수 온도에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 제어기를 포함한다.

일 실시예에 따른 정수기의 제어 방법은, 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기의 제어 방법에 있어서, 정수기는 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서, 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기, 및 제1 온도 센서와 냉각기를 제어하는 제어기를 포함하고, 제1 온도 센서를 통해 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하도록 제어하는 단계, 제1 온도 센서로부터 입수 온도를 수신하는 단계, 및 입수 온도에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법은, 사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절할 수 있다.

또한, 입수 온도의 데이터를 누적하여 입수 온도의 평균치를 계산하고 입수 온도의 평균치에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하므로 소비 전력을 절감할 수 있다.

또한, 사용자의 선택으로 냉수 절전 강도의 값이 설정되며, 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 냉각기의 냉각 성능을 조절함으로써 원수의 온도가 낮은 겨울철과 같은 환경에서 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.

또한, 입수 온도가 낮아짐에 따라 압축기의 온 제어 온도 및 오프 제어 온도를 높아지도록 변경하므로, 입수 온도가 낮아지는 환경에서 압축기의 구동 시간을 줄일 수 있으므로 전력 소비를 크게 줄일 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 일 실시예에서 입수 온도에 따른 냉수 잔수를 나타내는 그래프이다.
도 4는 일 실시예에서 냉수 절전 강도의 선택을 예시한 도면이다.
도 5는 일 실시에에서 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값을 예시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에서 압축기의 제어 온도 별 냉수 출수 성능을 예시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에서 압축기의 제어 온도 구간 별 소비 전력 절감 차이를 예시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에서 절전 강도에 따른 절전율을 예시한 그래프이다.
도 9는 일 실시예에서 에코 모드 및 에코 부스트 모드에서 입수 온도에 따른 압축기의 제어 온도를 예시한 도면이다.

전술한 목적, 수단 및 효과는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서는, 사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절하는 냉수 절전 모드를 동작시킴으로써 소비 전력을 절감할 수 있는 정수기 및 그 제어 방법이 개시된다.

일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법을 설명하기에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 용어의 의미를 정의한다.

입수 온도는 정수기에 인입되는 원수의 온도로 정의될 수 있다.

냉수 절전 모드는 입수 온도에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하는 모드로 정의될 수 있다. 일례로, 냉수 절전 모드는 냉각기 내의 압축기의 턴-온 또는 턴-오프 제어 온도를 변경하는 모드로 정의될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 정수기는, 절전강도 입력부(10), 제1 온도 센서(30), 냉각기(60), 제어기(20), 제2 온도 센서(50), 메모리(40)를 포함한다.

절전강도 입력부(10)는 냉수 절전 모드를 온 시키거나 냉수 절전 강도를 선택하는데 이용된다. 냉수절전 기능은 고객이 선택하여 강도를 선택할 수 있다.

제1 온도 센서(30)는 입수 온도를 센싱하고 센싱 데이터를 제어기(20)에 제공한다. 일례로, 제1 온도 센서(30)는 정수기의 출수 시 마다 입수 온도를 센싱할 수 있다.

일례로, 제1 온도 센서(30)는 외부로부터 입수되는 원수를 정수기 내부에 공급하는 피드 밸브 또는 원수 유로 내에 설치될 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 온도 센서(30)는 정수기가 설치되는 사용 환경의 변화를 적절히 반영할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.

냉각기(60)는 정수된 물을 열 교환을 통해 냉각시켜 냉수를 만든다. 일례로, 냉각기(60)는 압축기(62), 응축기, 증발기, 쿨링 팬 및 팽창 밸브 등을 포함할 수 있다.

압축기(62)는 증발기로부터 증발된 냉매 증기를 압축시켜 응축기로 보낸다. 응축기는 압축기(62)로부터 나온 고온 고압의 가스 냉매를 물 또는 공기로 냉각시켜 응축한다. 팽창 밸브는 적정량의 액체 냉매를 저압의 증발기 측으로 보내고 고압 냉매는 여기를 통과하는 사이에 급격히 저온 저압의 습증기가 된다. 증발기는 냉각 목적을 달성할 수 있는 곳으로 냉매가 여기서 열을 얻어 증발하며 주위를 저온으로 만든다.

일례로, 냉각기(60)는 정수를 냉각하여 냉수조에 저장할 수 있다. 일례로, 압축기(62)는 냉수조의 온도에 따라 턴-온 또는 턴-오프 구동한다. 압축기(62)는 냉수조의 온도가 제어 온도에 도달하는지에 따라 턴-온 또는 턴-오프 구동될 수 있다.

제어기(20)는 입수 온도에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경한다. 일례로, 제어기(20)는 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도에 따라 압축기(62)의 제어 온도를 변경하고, 변경된 제어 온도를 기초로 압축기(62)의 턴-온 및 턴-오프 구동을 제어한다.

제어기(20)는 제1 온도 센서(30)로부터 센싱된 입수 온도의 데이터를 누적하여 입수 온도의 평균치를 계산하고 입수 온도의 평균치에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경한다. 제어기(20)는 정수기의 출수 시 마다 입수 온도를 센싱하도록 제1 온도 센서(30)를 제어할 수 있다.

제어기(20)는 입수 온도의 데이터가 기준 횟수 이상 누적된 경우 입수 온도에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 인에이블시킬 수 있다. 또는, 제어기(20)는 기준치 이상 상기 입수 온도의 데이터가 누적되고 냉수 절전 기능이 온 되어 있는 경우 냉수 절전 모드를 인에이블시킬 수 있다.

제어기(20)는 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하며, 절전 온도를 기초로 냉각기(60)의 압축기(62)의 제어 온도를 변경한다. 냉수 절전 강도는 미리 결정된 디폴트 값으로 설정되거나 사용자의 선택으로 그 값이 설정된다.

메모리(40)는 입수 온도 별 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도의 값을 저장한다.

제어기(20)는 입수 온도에 따라 압축기(62)의 제어 온도를 변경한다. 일례로, 냉수 절전 모드가 에코 모드로 설정된 경우, 제어기(20)는 입수 온도에 따라 압축기(62)의 턴-온 제어 온도를 변경한다. 냉수 절전 모드로 에코 부스트 모드로 설정된 경우, 제어기(20)는 입수 온도에 따라 압축기(62)의 턴-오프 제어 온도 및 턴-온 제어 온도를 변경한다.

제2 온도 센서(50)는 냉수의 온도를 센싱하고, 냉수의 온도 데이터를 제어부(20)에 제공한다. 일례로, 제2 온도 센서(50)는 냉수가 저장되는 냉수조의 온도를 센싱하고, 냉수조의 온도 데이터를 제어부(20)에 제공할 수 있다. 또는, 제2 온도 센서(50)는 냉각기(60)에 의해 만들어진 냉수의 온도를 센싱하고, 냉수의 온도 데이터를 제어부(20)에 제공할 수 있다.

제어기(20)는 제2 온도 센서(50)에 의해 센싱된 냉수의 온도와 압축기(62)의 제어 온도를 기초로 압축기(62)를 턴-온시키거나 턴-오프시킬 수 있다. 일례로, 제어기(20)는 냉수의 온도가 압축기의 제어 온도 보다 높아지는 경우 압축기(62)를 턴-온 구동시킬 수 있다. 또한, 제어기(20)는 냉수의 온도가 압축기의 제어 온도 보다 낮아지는 경우 압축기(62)를 턴-오프 구동시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 정수기의 제어 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

정수기는 출수 시마다 제1 온도 센서(10)를 통해 입수 온도를 센싱한다. 일례로, 정수기는 정수를 출수하거나 냉수를 출수할 때마다 제1 온도 센서(10)를 통해서 입수 온도를 센싱할 수 있다.

다른 일례로, 정수기는 일정 주기를 간격으로 제1 온도 센서(10)를 통해 입수 온도를 센싱할 수 있다.

다음으로, 정수기는 입수 온도를 평균하여 저장한다. 일례로, 정수기는 n회 이상 입수 온도의 데이터를 누적하여 입수 온도의 평균을 계산하여 메모리에 저장할 수 있다.

다음으로, 정수기는 n회 이상 입수 온도의 데이터를 누적하고 냉수 절전 기능이 온으로 설정되어 있는 경우, 냉수 성능을 판단한다. 일례로, 정수기는 평균 입수 온도에 따른 냉수 성능을 판단할 수 있다.

입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값은 메모리(40)에 저장될 수 있다. 일례로, 입수 온도가 38도 인 경우 냉수 성능 값은 10으로 설정될 수 있고, 입수 온도가 36도 인 경우 냉수 성능 값은 16으로 설정될 수 있으며, 이와 같은 방식으로 입수 온도 별 냉수 성능을 수치로 설정될 수 있다.

다음으로, 정수기는 입수 온도에 따른 냉수 성능 값을 이용하여 절전 온도를 계산한다. 일례로, 절전 온도는 아래의 수학식으로 계산될 수 있다.

[수학식 1]

절전 온도 = 절전 강도 ?? (냉수 성능 값 / 10) + 알파

여기서, 절전 강도는 사용자가 선택한 냉수 절전 강도에 대응되는 수치로 정의될 수 있다.

일례로, 사용자가 절전 강도를 선택하지 않은 경우 절전 강도는 0의 값으로 설정될 수 있고, 절전 강도를 로우로 선택한 경우 절전 강도는 1의 값으로 설정될 수 있고, 절전 강도를 미들로 선택한 경우 절전 강도는 2의 값으로 설정될 수 있으며, 절전 강도를 하이로 선택한 경우 절전 강도는 3의 값으로 설정될 수 있다.

여기서, 알파는 정수기의 종류 또는 정수기가 초기 설치되는 입수 온도에 따른 초기 값, 또는 제조사에 의해 설정된 값으로 예시될 수 있다.

다음으로, 정수기는 계산된 절전 온도를 기초로 냉각기의 구동 제어를 변경한다.

일례로, 정수기는 계산된 절전 온도를 기초로 냉각기의 구동 조건을 변경할 수 있다. 예를 들면 압축기(62)의 구동 조건인 턴-온 제어 온도 및 턴-오프 제어 온도를 변경하여 설정할 수 있다.

다음으로, 정수기는 변경된 턴-온 제어 온도 및 턴-오프 제어 온도를 기초로 압축기(62)의 구동을 제어하여 냉각기(60)를 통해 정수된 물을 냉각시켜 냉수를 만들 수 있다.

일례로, 정수기는 입수 온도가 낮아질수록 압축기(62)의 턴-온 제어 온도 및 턴-오프 제어 온도를 높일 수 있다. 입수 온도가 낮아질 수 있도록 압축기(62)의 턴-온 제어 온도 및 턴-오프 제어 온도가 높아지도록 변경되므로, 압축기(62)의 구동 시간을 입수 온도가 높은 계절보다 줄일 수 있다.

즉, 실시예에 따른 정수기는 입수 온도가 낮은 환경에서 입수 온도가 높은 환경보다 냉각기의 구동 시간을 줄일 수 있으므로 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있다.

한편, 구조적 측면에서 정수기는 기계실, 냉각부, 케이싱, 바닥판 및 출수부를 포함할 수 있다. 정수기는 상수도관으로부터 유입되는 상수(city water)를 필터링하는 기능, 물을 냉각하여 냉수로 만드는 기능, 물을 가열하여 온수로 만드는 기능을 가질 수 있다.

기계실은 정수기의 하부에 구비되고, 정수기를 동작시키는 각종의 부품이 배치될 수 있다. 냉각기는 기계실의 상측에 배치되고, 물을 냉각할 수 있다. 냉각기에는 물을 냉각하기 위한 증발기가 배치될 수 있다. 정수기는 상 변화하는 냉매가 순환하는 냉동사이클을 이용하여 물을 냉각시킬 수 있다.

냉동사이클은 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기를 포함하고, 각 장치를 연결하여 냉매가 이들 각 장치를 순환하도록 하는 배관이 구비될 수 있다. 냉동사이클에서 작동유체(working fluid)의 역할을 하는 냉매는 예를 들어, HCFC화합물, HFC화합물, HFO화합물 등 다양한 물질로 구비될 수 있다.

증발기에서 배출되는 기체상태의 냉매는 압축기로 유입되고, 냉매는 압축기에서 압축되어 고온 및 고압의 기체상태로 압축기로부터 배출되어 응축기로 유입될 수 있다.

냉매는 응축기를 통과하면서 주위로 열을 빼앗기고 기체상태에서 액체상태로 응축되고, 응축기로부터 배출되어 팽창기로 유입될 수 있다.

냉매는 팽창기를 통과하면서 단열팽창하고 일부가 기화되어 기체와 액체가 혼합된 포화상태가 될 수 있다. 냉매는 단열팽창을 통해 기화열을 잃게 되고 이에 따라 온도가 급격히 낮아질 수 있다. 팽창기로부터 배출되는 포화상태의 냉매는 증발기로 유입될 수 있다.

냉매는 증발기를 통과하면서 주위의 열을 흡수하여 기화하게 되고, 거의 대부분이 기화된 상태로 증발기로부터 배출되어 압축기로 유입될 수 있다.

냉매는 전술한 사이클을 반복하면서, 응축기에서 주위로 열을 배출하고, 증발기에서 주위로부터 열을 흡수할 수 있다. 이에 따라 냉동사이클에서 증발기 주위에서 물의 열을 빼앗아 물을 냉각시킬 수 있다.

즉, 정수기의 냉각기에서는 증발기와 물이 유동하는 냉각코일 사이에서 열교환이 일어나, 증발기를 유동하는 냉매는 열을 흡수하여 액체에서 기체로 상변화하고 냉각코일을 유동하는 물은 열을 빼앗겨 냉각될 수 있다.

그리고, 정수기는 상수도관으로부터 유입되는 상수를 여과하기 위한 필터를 포함할 수 있다. 필터는 예를 들어, 카본블럭필터, UF필터 등으로 구비될 수 있고, 복수의 필터가 정수기에 구비될 수도 있다.

필터를 통과한 물은 그대로 출수구로 배출되거나, 또는 냉각기를 거쳐 냉각되어 출수구로 배출되거나, 또는 가열부를 거쳐 가열되어 출수구로 배출될 수 있다.

또한, 정수기는 통신부, 외부로부터 원수가 유입되는 원수 유로, 원수 유로와 연결되고 일단에 출수 노즐이 마련되는 정수 유로, 원수를 여과하도록 정수 유로에 마련되는 적어도 하나의 필터, 적어도 하나의 필터 및 출수 노즐 사이의 정수 유로로부터 분기되고, 정수 유로의 액체가 외부로 배수되도록 배수구와 연결되는 배수 유로 및 배수 유로를 개폐하는 배수 밸브 등을 포함할 수 있다.

도 3은 일 실시예에서 입수 온도에 따른 냉수 잔수를 나타내는 그래프이다.

도 3을 참고하면, 정수기의 냉수는 냉각기(60)를 통해 온도를 낮춘다. 냉각기(60)는 압축기(62)나 열전소자 등을 사용한다. 냉각기의 목적은 냉기를 만들어 냉수 온도를 낮추는 역할을 한다.

저수조형 정수기는 냉각기의 냉기를 저수조 탱크에 연결시켜 냉수를 만들고, 직수형 정수기는 열교환 모듈을 만들어 냉각기에 연결되고, 물을 통수시켜 냉수를 만든다.

냉수의 성능 기준은 사용자의 악조건 환경에서 기준을 잡을 수 있고, 사용자는 무더운 여름에도 적절한 냉수를 취수할 수 있다. 하지만 계절이 뚜렷한 사용지역에서는 무더운 여름 외에는 사용 용량보다 충분한 냉수 성능을 갖게 된다. 고객은 사용에 불편한 것이 없으나, 최근 환경에 대한 관심이 높아지고, 환경보전이 고객의 제품 만족도와 연결되고 있어 에너지 절감도 중요한 제품 성능으로 자리잡고 있다.

정수기는 수도수를 정수하여 냉수와 온수 등을 제공하고, 입수되는 수도수의 온도에 따라 냉수의 출수성능이 영향 받게 된다. 도 3에 도시한 바와 같이 입수 온도에 따라 냉수 출수 성능의 변화가 생기게 된다. 일례로, 정수기는 입수 온도가 낮아질수록 높은 냉수 출수 성능을 가질 수 있고, 입수 온도가 높아질수록 낮은 냉수 출수 성능을 가질 수 있다.

도 4는 일 실시예에서 냉수 절전 강도의 선택을 예시한 도면이다.

도 4를 참고하면, 냉수절전 기능은 고객이 선택하여 강도를 선택할 수 있다. 기본적으로 디폴트 값이 설정이 되어 기준이 되는 냉수 출수 잔 수가 유지될 수 있다. 냉수 잔 수가 많다고 생각되는 고객은 절전 강도를 높여 에너지를 줄일 수 있다.

일례로, 냉수 절전 강도가 디폴트 값으로 설정된 경우 정수기의 기본 성능으로 냉수 출수 잔수가 10잔으로 설정될 수 있다. 냉수 절전 강도가 로우(Low)로 설정된 경우 냉수 출수 잔수가 8잔으로 설정될 수 있다. 냉수 절전 강도가 미들(Middle)로 설정된 경우 냉수 출수 잔수가 6잔으로 설정될 수 있다. 냉수 절전 강도가 하이(High)로 설정된 경우 냉수 출수 잔수가 4잔으로 설정될 수 있다.

고객은 절전 강도 입력부(10)를 통해 냉수 절전 강도를 선택할 수 있다. 정수기는 고객에 의해 선택된 냉수 절전 강도에 따라 냉수 출수 성능을 조절하여 냉수 출수 잔수를 낮출 수 있다.

도 5는 일 실시에에서 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값을 예시한 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 입수 온도가 38도 인 경우 냉수 성능 값은 10으로 설정되고, 입수 온도가 36도 인 경우 냉수 성능 값은 16으로 설정될 수 있으며, 입수 온도가 15도 인 경우 냉수 성능 값은 38로 설정될 수 있다.

이러한 냉수 성능 값은 제어기(20)가 절전 온도를 계산하는데 이용될 수 있다.

도 2 및 도 5를 참고하면, 일 실시예에 따른 정수기는 제1 온도 센서(10)를 통해 입수 온도를 센싱하고, 입수 온도에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시킨다.

정수기는 정수기의 출수 시 마다 입수 온도를 센싱하도록 제1 온도 센서(30)를 제어하고, 입수 온도의 데이터를 누적하여 평균치를 계산하고 평균치에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경한다.

정수기는 입수 온도에 따른 냉수 성능 값을 메모리(40)에서 읽어오고, 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하며, 절전 온도를 기초로 냉각기(60)의 압축기(62)의 제어 온도를 변경한다. 일례로, 정수기는 입수 온도에 따라 압축기(62)의 턴-오프 제어 온도 및 턴-온 제어 온도 중 적어도 하나 이상을 변경한다.

정수기는 입수 온도가 낮아질수록 압축기(62)의 턴-온 제어 온도 및 턴-오프 제어 온도를 높일 수 있다.

정수기는 변경된 압축기(62)의 제어 온도를 기초로 압축기(62)를 구동시킨다.

입수 온도가 낮아질 수 있도록 압축기(62)의 턴-온 제어 온도 및 턴-오프 제어 온도가 높아지도록 변경되므로, 압축기(62)의 구동 시간을 입수 온도가 높은 계절보다 줄일 수 있다.

이에 따라 겨울 철의 경우 여름 철보다 냉각기에서 소비되는 전력을 크게 감소시킬 수 있다.

도 6은 일 실시예에서 압축기의 제어 온도 별 냉수 출수 성능을 예시한 도면이다.

압축기(62)의 제어 온도 별 냉수 출수 성능 나타낸다. 일례로, 원수 온도가 15도인 경우에서 제어 온도 별 냉수 출수 성능을 예시한다.

일례로, 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 2.2도로 설정된 경우, 냉수 출수 잔수가 7잔으로 설정될 수 있고, 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 3.2도로 설정된 경우, 냉수 출수 잔수가 6잔으로 설정될 수 있다. 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 4.2도로 설정된 경우, 냉수 출수 잔수가 5잔으로 설정될 수 있고, 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 5.2도로 설정된 경우, 냉수 출수 잔수가 4잔으로 설정될 수 있다.

압축기(62)의 턴-온 제어 온도가 높아질수록 냉수 출수 잔수가 낮아지도록 설정될 수 있다.

도 7은 일 실시예에서 압축기의 제어 온도 구간 별 소비 전력 절감 차이를 예시한 도면이다. 도 8은 일 실시예에서 절전 강도에 따른 절전율을 예시한 그래프이다.

일례로, 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 2.2도로 설정된 경우, 소비 전력은 6.47(kWh/월), 24시간 압축기 가동율은 20.26 %로 예시될 수 있다. 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 3.2도로 설정된 경우, 소비 전력은 5.35(kWh/월), 24시간 압축기 가동율은 16.47 %로 예시될 수 있다.

압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 4.2도로 설정된 경우, 소비 전력은 4.72(kWh/월), 24시간 압축기 가동율은 14.26 %로 예시될 수 있다. 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 5.2도로 설정된 경우, 소비 전력은 4.4(kWh/월), 24시간 압축기 가동율은 12.87 %로 예시될 수 있다. 압축기(62)의 제어 온도가 1.2 ~ 6.2도로 설정된 경우, 소비 전력은 4.38(kWh/월), 24시간 압축기 가동율은 12.8 %로 예시될 수 있다.

냉수 성능으로 냉수 출수 잔수가 5잔을 만족하는 제어 온도 범위는 1.2 ~ 4.2도이다.

계절 별(원수 온도 별) 쿨란트(coolant) 제어 온도 변경 알고리즘 적용 시 기존 제어 온도 대비 약 27% 소비 전력 절감 가능할 것으로 예상될 수 있다.

도 9는 일 실시예에서 에코 모드 및 에코 부스트 모드에서 입수 온도에 따른 압축기의 제어 온도를 예시한 도면이다.

도 9를 참고하면, 정수기는 에코 모드로 설정된 경우 입수 온도에 따라 압축기의 온 제어 온도를 변경하다.

일례로, 입수 온도가 38도인 경우 압축기의 온 제어 온도는 2.2도로 변경될 수 있고, 입수 온도가 27도인 경우 압축기의 온 제어 온도는 3.8도로 변경될 수 있으며, 입수 온도가 15도인 경우 압축기의 온 제어 온도는 5.2도로 변경될 수 있다.

이와 같은 방식으로, 정수기는 에코 모드에서 입수 온도가 낮아짐에 따라 압축기의 온 제어 온도가 높아지도록 변경한다.

다음으로, 정수기는 에코 부스트 모드로 설정된 경우 입수 온도에 따라 압축기의 오프 제어 온도 및 압축기의 온 제어 온도를 변경하다.

일례로, 입수 온도가 38도인 경우 압축기의 오프 제어 온도는 1.2도, 온 제어 온도는 2.2도로 변경될 수 있고, 입수 온도가 27도인 경우 압축기의 오프 제어 온도는 2.1도, 압축기의 온 제어 온도는 4.2도로 변경될 수 있으며, 입수 온도가 15도인 경우 압축기의 오프 제어 온도는 3.2도, 압축기의 온 제어 온도는 6.2도로 변경될 수 있다.

이와 같은 방식으로, 정수기는 에코 부스트 모드에서 입수 온도가 낮아짐에 따라 압축기의 오프 제어 온도 및 온 제어 온도가 높아지도록 변경한다. 일례로, 에코 부스트 모드에서 입수 온도에 따른 온 제어 온도는 에코 모드보다 높게 변경될 수 있다.

정수기는 입수 온도가 낮아짐에 따라 압축기의 온 제어 온도 및 오프 제어 온도를 높아지도록 변경하므로, 입수 온도가 낮아지는 환경에서 압축기의 구동 시간을 줄일 수 있으므로 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 정수기는, 정수기는 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기에 있어서, 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서(30), 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기(60) 및 제1 온도 센서(30)로부터 입수 온도를 수신하고 입수 온도에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 제어기(20)를 포함한다.

제어기(20)는 입수 온도의 데이터를 누적하여 입수 온도의 평균치를 계산하고 입수 온도의 평균치에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경한다.

제어기(20)는 출수 시 마다 입수 온도를 센싱하도록 제1 온도 센서(30)를 제어한다.

제어기(20)는 입수 온도의 데이터가 기준 횟수 이상 누적된 경우 냉수 절전 모드를 인에이블시킨다.

제어기(20)는 기준치 이상 상기 입수 온도의 데이터가 누적되고 냉수 절전 기능이 온 되어 있는 경우 냉수 절전 모드를 인에이블시킨다.

제어기(20)는 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하며, 절전 온도를 기초로 냉각기(60)의 압축기(62)의 제어 온도를 변경한다.

냉수 절전 강도는 미리 결정된 디폴트 값으로 설정되거나 사용자의 선택으로 그 값이 설정된다.

정수기는 입수 온도 별 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도의 값을 저장하고 있는 메모리를 더 포함한다.

정수기는 냉수 절전 모드를 온 시키거나 냉수 절전 강도를 선택하기 위한 입력부(10)를 더 포함한다.

제어기(20)는 입수 온도에 따라 냉각기(60)의 압축기(62)의 제어 온도를 변경한다.

제어기(20)는 냉수 절전 모드가 에코 모드로 설정된 경우 입수 온도에 따라 압축기(62)의 턴-온 제어 온도를 변경한다.

제어기(20)는 냉수 절전 모드로 에코 부스트 모드로 설정된 경우 입수 온도에 따라 압축기(62)의 턴-오프 제어 온도 및 턴-온 제어 온도를 변경한다.

정수기는 냉수가 저장되는 냉수조의 온도를 센싱하는 제2 온도 센서(50)를 더 포함한다.

제어기(20)는 냉수조의 온도가 냉각기(60)의 압축기(62)의 제어 온도에 도달하면 압축기(62)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.

일 실시예에 따른 정수기의 제어 방법은, 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기의 제어 방법에 있어서, 정수기는 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서(10), 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기(60), 및 제1 온도 센서(10)와 냉각기(60)를 제어하는 제어기(20)를 포함하고, 제1 온도 센서(10)를 통해 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하도록 제어하는 단계, 제1 온도 센서(10)로부터 입수 온도를 수신하는 단계, 및 입수 온도에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 단계를 포함한다.

냉수 절전 모드를 동작시키는 단계는, 입수 온도의 데이터를 누적하여 평균치를 계산하고 평균치에 따라 냉각기(60)의 구동 조건을 변경하는 단계를 포함한다.

입수 온도를 센싱하는 단계는, 정수기의 출수 시 마다 입수 온도를 센싱하도록 제1 온도 센서(30)를 제어하는 단계를 포함한다.

냉수 절전 모드는 입수 온도의 데이터가 기준 횟수 이상 누적된 경우 인에이블된다.

냉수 절전 모드를 동작시키는 단계는, 입수 온도에 따른 냉수 성능 값을 메모리(40)에서 읽어오는 단계, 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하는 단계 및 절전 온도를 기초로 냉각기(60)의 압축기(62)의 제어 온도를 변경하는 단계를 포함한다.

압축기의 제어 온도를 변경하는 단계는, 입수 온도에 따라 압축기(62)의 턴-오프 제어 온도 및 턴-온 제어 온도 중 적어도 하나 이상을 변경한다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 정수기 및 그 제어 방법은, 사용 환경에 따라 냉각기의 냉각 성능을 조절할 수 있다.

또한, 입수 온도의 데이터를 누적하여 입수 온도의 평균치를 계산하고 입수 온도의 평균치에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하므로 소비 전력을 절감할 수 있다.

또한, 사용자의 선택으로 냉수 절전 강도의 값이 설정되며, 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 냉수 절전 강도를 기초로 냉각기의 냉각 성능을 조절함으로써 원수의 온도가 낮은 겨울철과 같은 환경에서 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.

또한, 입수 온도가 낮아짐에 따라 압축기의 온 제어 온도 및 오프 제어 온도를 높아지도록 변경하므로 입수 온도가 낮아지는 환경에서 압축기의 구동 시간을 줄일 수 있으므로 전력 소비를 크게 줄일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 절전 강도 입력부 20: 제어기
30: 제1 온도 센서 40: 메모리
50: 제2 온도 센서 60: 냉각기
62: 압축기

Claims (20)

1. 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기에 있어서,
   상기 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서;
   상기 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기; 및
   상기 제1 온도 센서로부터 상기 입수 온도를 수신하고, 상기 입수 온도에 따라 상기 냉각기의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 제어기를 포함하는 정수기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 입수 온도의 데이터가 기준 횟수 이상 누적된 경우 상기 냉수 절전 모드를 인에이블시키는 정수기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 입수 온도의 데이터를 누적하여 상기 입수 온도의 평균치를 계산하고, 상기 입수 온도의 평균치에 따라 상기 냉각기의 구동 조건을 변경하는 정수기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어기는 출수 시 마다 상기 입수 온도를 센싱하도록 상기 제1 온도 센서를 제어하는 정수기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉수 절전 모드를 온 시키거나 상기 냉수 절전 강도를 선택하기 위한 입력부를 더 포함하는 정수기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어기는 기준치 이상 상기 입수 온도의 데이터가 누적되고 상기 입력부를 통해 냉수 절전 기능이 온 되어 있는 경우 상기 냉수 절전 모드를 인에이블시키는 정수기.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 입수 온도에 대응되는 냉수 성능 값과 상기 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하며, 상기 절전 온도를 기초로 상기 냉각기의 압축기의 제어 온도를 변경하는 정수기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 냉수 절전 강도는 미리 결정된 디폴트 값으로 설정되거나 상기 입력부를 통해 사용자가 선택한 값으로 설정되는 정수기.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 입수 온도 별 대응되는 냉수 성능 값과 상기 냉수 절전 강도의 값을 저장하는 메모리를 더 포함하는 정수기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 입수 온도에 따라 상기 냉각기의 압축기의 제어 온도를 변경하는 정수기.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 냉수 절전 모드가 에코 모드로 설정된 경우 상기 입수 온도에 따라 상기 압축기의 턴-온 제어 온도를 변경하도록 설정된 정수기.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 냉수 절전 모드로 에코 부스트 모드로 설정된 경우 상기 입수 온도에 따라 상기 압축기의 턴-오프 제어 온도 및 턴-온 제어 온도를 변경하도록 설정된 정수기.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉수가 저장되는 냉수조의 온도를 센싱하는 제2 온도 센서를 더 포함하는 정수기.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 냉수조의 온도가 상기 냉각기의 압축기의 제어 온도에 도달하면 상기 압축기를 턴-온 또는 턴-오프시키는 정수기.
15. 원수를 정수하여 음용수를 제공하고 정수된 물을 냉각하여 냉수를 제공하는 정수기의 제어 방법에 있어서,
    상기 정수기는, 상기 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하는 제1 온도 센서, 정수된 물을 냉각하여 냉수를 만드는 냉각기, 및 상기 제1 온도 센서와 상기 냉각기를 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제1 온도 센서를 통해 상기 정수기에 인입되는 원수의 입수 온도를 센싱하도록 제어하는 단계;
    상기 제1 온도 센서로부터 상기 입수 온도를 수신하는 단계; 및
    상기 입수 온도에 따라 상기 냉각기의 구동 조건을 변경하는 냉수 절전 모드를 동작시키는 단계를 포함하는 정수기의 제어 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 냉수 절전 모드를 동작시키는 단계는
    상기 입수 온도의 데이터가 기준 횟수 이상 누적된 경우 인에이블되는 단계를 포함하는 정수기의 제어 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 냉수 절전 모드를 동작시키는 단계는,
    상기 입수 온도의 데이터를 누적하여 평균치를 계산하고 상기 평균치에 따라 냉각기의 구동 조건을 변경하는 단계를 포함하는 정수기의 제어 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 입수 온도를 센싱하는 단계는,
    상기 정수기의 출수 시 마다 상기 입수 온도를 센싱하도록 상기 제1 온도 센서를 제어하는 단계를 포함하는 정수기의 제어 방법.
19. 제 15 항에 있어서,
    상기 정수기는 상기 냉수 절전 모드를 온 시키거나 냉수 절전 강도를 선택하기 위한 입력부를 더 포함하고,
    상기 냉수 절전 모드를 동작시키는 단계는,
    상기 입력부를 통해 선택되는 상기 냉수 절전 강도 값을 메모리 저장하는 단계;
    상기 입수 온도에 따른 냉수 성능 값을 메모리에서 읽어오는 단계;
    상기 냉수 성능 값과 상기 냉수 절전 강도를 기초로 절전 온도를 계산하는 단계; 및
    상기 절전 온도를 기초로 상기 냉각기의 압축기의 제어 온도를 변경하는 단계를 포함하는 정수기의 제어 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 압축기의 제어 온도를 변경하는 단계는,
    상기 입수 온도에 따라 상기 압축기의 턴-오프 제어 온도 및 턴-온 제어 온도 중 적어도 하나 이상을 변경하는 정수기의 제어 방법.
    

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