WO2019066409A1 - 온수 공급 방법, 온수 공급 장치 및 이를 포함하는 정수기 - Google Patents

온수 공급 방법, 온수 공급 장치 및 이를 포함하는 정수기 Download PDF

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Definitions

  • the present application relates to a hot water supply method, a hot water supply device and a water purifier including the same.
  • water at a preset flow rate is first supplied to the heater at the time of hot water extraction to operate the heater, and the water is introduced into the heater based on the outflow temperature value measured by the temperature sensor provided on the water-
  • the temperature of the hot water can be controlled by adjusting the flow rate of the water.
  • the flow rate control valve used to control the flow rate of the water flowing into the heater is configured to control the flow rate stepwise, the flow rate is largely varied, and accordingly, the flow rate of the water is controlled by the target flow rate value .
  • the flow rate of the water flowing into the heater changes depending on the conditions of the environment in which the hot water supply device is installed, for example, the water pressure and the flow rate of the installation environment, There is a difficulty.
  • the present invention relates to a direct-current hot water supply device for supplying hot water using an instantaneous hot water heater, and a control device for controlling the flow rate of water flowing into the heater and the power control of the heater to a minimum, There is a demand for a control method.
  • the temperature of the hot water is controlled to the target temperature while minimizing the temperature change of the hot water Is required.
  • an embodiment of the present invention provides a hot water supply method.
  • the method for supplying hot water includes the steps of: sensing a current flowing through the heater unit at the time of initial operation of the heater unit included in the hot water supply apparatus, and calculating the power of the heater unit from the sensed current value; Measuring a water intake temperature of water flowing into the heater unit; Calculating a target flow rate value using the calculated power value and the input temperature value; Measuring a flow rate of water flowing through the heater unit; Stepwise adjusting the flow rate of the water until the measured flow rate value matches the target flow rate value; And storing the flow control value at the time when the measured flow rate value coincides with the target flow rate value.
  • Another embodiment of the present invention provides a hot water supply method.
  • the hot water supplying method at the time of extracting the hot water for the first time by the hot water supplying device, the value of the current flowing through the heater part provided in the hot water supplying device is sensed, ; Measuring a water intake temperature of water flowing into the heater unit; Calculating a target flow rate value and an effective flow rate range using the calculated power value and the input temperature value; Measuring a flow rate of water flowing through the heater unit; Storing the flow rate control value if the measured flow rate value is included in the effective flow rate range; Re-entering the step of measuring the flow rate of the water after adjusting the flow rate of the water when the detection of all the flows included in the effective flow rate range is not performed; And setting an initial control value for controlling the flow rate of the hot water supply device to a flow rate control value corresponding to the target flow rate value.
  • Still another embodiment of the present invention provides a hot water supply apparatus.
  • a hot water supply device including: a heater unit for heating incoming water; A flow rate controller for controlling a flow rate of water flowing through the heater; A flow rate sensor for measuring a flow rate of water flowing through the heater section; An inlet temperature sensor provided at a front end of the heater section for measuring a temperature of water flowing into the heater section; A current sensing unit for sensing a current flowing in the heater unit; And a controller for calculating a target flow rate value using the current value measured by the current sensing unit and the intake temperature value measured by the intake temperature sensor at the initial driving of the heater unit, And a control unit for controlling the flow rate control unit to match the target flow rate value and obtaining a flow rate control value at a time point at which the measured flow rate value coincides with the target flow rate value.
  • Still another embodiment of the present invention provides a hot water supply apparatus.
  • a hot water supply device including: a heater unit for heating incoming water; A flow rate controller for controlling a flow rate of water flowing through the heater; A flow rate sensor for measuring a flow rate of water flowing through the heater section; An inlet temperature sensor provided at a front end of the heater section for measuring a temperature of water flowing into the heater section; A current sensing unit for sensing a current flowing in the heater unit; And calculating a target flow rate value and an effective flow rate range using the current value measured by the current sensing unit and the input temperature value measured by the input temperature sensor during the first hot water extraction, And a control unit for obtaining at least one flow control value for controlling the flow rate control unit so that the flow rate of the water contained in the flow rate range flows.
  • the target flow rate for adjusting the temperature of the water extracted from the heater to the target temperature in consideration of the temperature of the water flowing into the heater, the electric power of the heater, And the flow rate control value for adjusting the flow rate of the water to the calculated target flow rate value is stored and the flow rate can be controlled by the stored flow control value at the time of hot water extraction. Accordingly, it is possible to control the flow rate of the water flowing into the heater and the power control of the heater during the extraction of the hot water to minimize the temperature change of the hot water to control the temperature of the hot water to the target temperature.
  • FIG. 2 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a hot water supply apparatus 100 includes a heater 110, a flow controller 120, an extractor 130, a current detector 140, a controller 150, A storage unit 160, a controller 170, valves V1 and V2, temperature sensors TS1 and TS2, and a flow rate sensor FS.
  • the heater unit 110 may be a heating element that is turned on under the control of the controller 170 and driven or turned off by the maximum heating heat amount.
  • the heater unit 110 may be a heating element whose heating capacity can be adjusted within a range of 0% to 100% of the maximum heating capacity under the control of the controller 170.
  • a water inlet valve (V1) is provided at the front end of the heater unit (110) to control the flow of water flowing into the heater unit (110).
  • An inlet temperature sensor TS1 is provided at the front end of the heater unit 110 to measure the temperature of the water flowing into the heater unit 110 and output the measured temperature value to the controller 170.
  • the flow rate control unit 120 controls the flow rate of water flowing through the heater unit 110 under the control of the controller 170 and may be installed at the rear end of the heater unit 110, for example.
  • the flow controller 120 may be implemented with a valve (not shown) and a motor (not shown) (e.g., a stepping motor) for adjusting the opening and closing degree of the valve.
  • a motor e.g., a stepping motor
  • the flow rate of the water can be adjusted according to the opening and closing degree of the valve.
  • the flow controller 120 may be implemented as a flow control pump (not shown).
  • the flow rate of the water can be adjusted by changing the voltage value applied to the pump step by step.
  • a flow sensor FS, an outflow temperature sensor TS2 and an outlet valve V2 are provided between the rear end of the heater unit 110, for example, between the flow controller 120 and the extractor 130 .
  • the flow rate sensor FS may measure the flow rate of the water flowing through the heater unit 110 and output the measured flow rate value to the controller 170.
  • the outflow temperature sensor TS2 may measure the temperature of the hot water coming out from the heater unit 110 and output the measured outflow temperature value to the control unit 170.
  • the outflow valve V2 can control the flow of water extracted through the extraction unit 130.
  • the flow controller 120, the flow rate sensor FS, the outflow temperature sensor TS2, and the outlet valve V2 are installed in the order of the heater unit 110.
  • the order of installation may be changed as necessary, or two or more configurations may be merged into one configuration.
  • the extraction unit 130 is for extracting the hot water heated by the heater unit 110 to the outside.
  • the current sensing unit 140 senses a current flowing through the heater unit 110 and outputs a current value to the controller 170 when the heater unit 110 is turned on under the control of the controller 170 .
  • the current flowing through the heater unit 110 can be changed according to the installation environment of the hot water supply apparatus 100, And the power of the heater unit 110 can be more accurately calculated based on the measured value.
  • the operation unit 150 receives a user input for controlling the operation of the hot water supply device 100 and may be implemented by, for example, a mechanical button, a touch button, or the like.
  • the user can select the hot water extraction button provided on the operation unit 150 to extract hot water.
  • the user may input the temperature of the desired hot water through the operation unit 150.
  • the storage unit 160 stores various data required for controlling the operation of the hot water supply device 100, and may be implemented as a nonvolatile storage device, for example.
  • the storage unit 160 stores the flow rate control values obtained at the time of initial installation of the hot water supply apparatus 100 and the intake temperature values measured by the intake temperature sensor TS1 and the flow rate sensor FS, Flow rate values and the like can be stored.
  • the storage unit 160 is provided with an effective flow rate range capable of extracting hot water at a proper temperature by the heater unit 110 and at least one of the flow rate control unit 120 for allowing the flow rate of the water included in the effective flow rate range to flow
  • the flow control value can be stored.
  • the control unit 170 controls the overall operation of the hot water supply apparatus 100 and includes a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC) , Field Programmable Gate Arrays (FPGA), and the like.
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Arrays
  • the control unit 170 controls the heater unit 110 to be turned on for a predetermined period of time when the hot water extraction button is input during the initial installation of the hot water supply unit 100, At the same time, the target flow rate value can be calculated using the current value received from the current sensing unit 140 and the input temperature value received from the input temperature sensor TS1.
  • the controller 170 controls the heater unit 110 to be ON for a predetermined time
  • the target flow rate value can be calculated using the current value received from the current sensing unit 140 of the heater unit 110 and the input temperature value received from the input temperature sensor TS1.
  • the control unit 170 calculates the power of the heater unit 110 from the current value received from the current sensing unit 140 and calculates the power of the heater unit 110 based on the calculated power value and the input temperature value, It is possible to calculate the target flow rate value.
  • Target temperature value [LPM] (heater efficiency * a * (power value [kW] / (target temperature - input temperature [
  • the controller 170 may control the flow controller 120 to adjust the flow rate of the water so that the flow rate value received from the flow rate sensor FS matches the target flow rate value. Further, the controller 170 may acquire the flow control value at the time when the flow rate value coincides with the target flow rate value, and store the acquired flow rate control value in the storage unit 160.
  • the controller 170 controls the motor in a stepwise manner to adjust the flow rate, and the flow rate measured by the flow sensor FS
  • the output value of the motor (that is, the position value) or the PPS (pulse per second) value of the stepping motor at the time when the calculated target flow amount value coincides with each other can be stored as the flow control value.
  • the controller 170 adjusts the flow rate by changing the voltage value of the pump step by step and adjusts the flow rate value measured by the flow rate sensor FS
  • the voltage value applied to the pump at the time when the calculated target flow rate value coincides with the calculated target flow rate value can be stored as the flow rate control value.
  • control unit 170 finds at least one flow control value of the flow control unit 120 that allows the flow of the water included in the calculated effective flow range to flow, and stores the at least one flow control value in the storage unit 160 .
  • control unit 170 may search for all the flow control values for controlling the flow controller 120 so as to allow the flow of the water included in the effective flow range to flow, and store the flow control values in a table format as shown in Table 1 below.
  • the flow control value may be an output value (i.e., a position value) of the motor at the time when the flow rate value measured by the flow rate sensor FS matches the flow rate, May be the PPS (Pulses per second) value of the stepping motor.
  • the flow rate control value may be a voltage value applied to the pump at a time when the flow rate value measured by the flow rate sensor FS matches the flow rate.
  • controller 170 may set the flow control value of the flow rate corresponding to the target flow rate value among the flow rates included in the effective flow rate range to the initial control value of the flow controller 120, that is, the initial position of the valve.
  • the target flow rate is 0.25 LPM.
  • the heater unit 110 when the heater unit 110 is operated while controlling the flow rate of the water passing through the heater unit 110 to be 0.25 LPM, the hot water of the target temperature of 95 ° C can be extracted.
  • the flow rate of the water that actually flows through the heater unit 110 becomes the target flow rate value depending on the installation environment
  • the flow control value of the control unit 120 that is, the output value of the motor or the voltage value of the pump may be different.
  • the target flow rate value is calculated in consideration of the installation environment at the time of initial installation of the hot water supply device 100, and the flow rate of the water passing through the heater unit 110 is set to the target flow rate value And is configured to find and store the flow control value of the flow control unit 120.
  • the control unit 170 controls the flow rate control unit 120 using the flow rate control value stored in the storage unit 160 have.
  • the hot water extraction is started while the flow rate control unit 120 is controlled by using the flow rate control value stored at the time of initial installation of the hot water supply device 100, It is possible to minimize the unnecessary temperature change that may be caused in the process of adjusting the flow rate of water to the target flow rate value, and also to minimize the power control of the heater.
  • the controller 170 may receive the input temperature value and the flow rate value from the input temperature sensor TS1 and the flow rate sensor FS, respectively, and determine whether to reset the flow rate control value based on the received temperature value and the flow rate value.
  • the flow controller 120 when hot water is extracted after a long period of time from the installation time of the hot water supply device 100, there may be a change in the input temperature and the installation environment (for example, water pressure and flow rate). If there is a change in the intake temperature or the installation environment, it is difficult to obtain a desired target temperature value by controlling the flow controller 120 according to the pre-stored flow control value.
  • control unit 170 stores the received temperature value and the flow rate value measured at the time of hot water extraction, respectively, when the temperature value and the flow rate value measured at the time of installation of the hot water supply apparatus 100 differ from the flow rate value by a predetermined value or more
  • the flow control value can be reset and stored, and the flow control unit 120 can be controlled using the reset flow control value.
  • the control unit 170 calculates the rate of change of the input temperature value, The flow control value can be reset by adjusting the flow control value stored previously.
  • the control unit 170 calculates the rate of change of the flow rate value, Can be adjusted to reset the flow control value.
  • the control unit 170 determines whether or not at least one of the input temperature value, the flow rate value, and the heater power measured at the time of hot water extraction is equal to the input water temperature value, the flow water value,
  • the target flow rate value may be re-calculated and the flow control value corresponding to the re-calculated target flow rate value may be updated to the initial control value of the flow controller 120.
  • the hot water supply device 100 is further provided with a pressure sensor (not shown) on the inlet means side, .
  • the updated initial control value may be used to control the flow controller 120 at the time of the next hot water extraction by the hot water supply device 100.
  • FIG. 2 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention, specifically showing an operation method at the time of initial installation of the hot water supply device.
  • the flow rate of the water flowing through the heater section is measured (S220). If the measured flow rate value is equal to or greater than the predetermined first flow rate value (S225), the heater section can be controlled to be ON for a predetermined time and driven ).
  • the first flow rate value may be a minimum flow rate value for normally driving the heater unit, and may be set differently according to the heating capacity of the heater unit.
  • the electric power flowing through the heater unit can be sensed and the electric power of the heater unit can be calculated from the electric current value (S235).
  • the temperature of the water flowing into the heater unit that is, the water intake temperature, can be measured (S240).
  • the target flow rate value may be calculated according to Equation (1) using the calculated power value and the measured input temperature value (S245).
  • the flow rate of the water flowing through the heater unit is measured (S250), and the flow rate of the water can be adjusted stepwise until the measured flow rate value coincides with the target flow rate value (S260).
  • the flow control value at the time of matching is stored (S265) and the initial operation process can be terminated by controlling the inlet valve and the outlet valve to OFF (S270) .
  • the operation method described above with reference to Fig. 2 can be applied to both cases where the hot water supply apparatus has a drain, or even when the drain is not provided.
  • the hot water supply device has a drain
  • the hot water supply device does not have the drain, the water passing through the heater part can be extracted to the extraction part.
  • FIG. 3 is a flowchart of a method of supplying hot water according to another embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 3 illustrates a method of operation in hot water extraction after a hot water supply device is installed.
  • the temperature of the water obtained by the heater that is, the input temperature and the flow rate of water, can be measured (S320).
  • the measured input temperature value and the flow rate value are compared with the input temperature value and the flow rate value measured at the installation time, respectively, and when the change amount of the input temperature value and / or the flow rate value is equal to or greater than a preset value (S330)
  • the flow rate control value may be reset based on the change of the flow rate value (S340), and the flow rate may be controlled using the reset flow rate value (S350).
  • the flow rate can be controlled using the previously stored flow rate control value (S360).
  • hot water extraction can be started in a state in which the flow rate is appropriately controlled using the pre-stored flow control value or the reset flow control value, thereby minimizing unnecessary temperature change have.
  • the outflow temperature value measured by the outflow temperature sensor reaches the target temperature If the outflow temperature value is lower than the target temperature, the flow rate is gradually decreased. If the outflow temperature value exceeds the target temperature, the flow rate is gradually increased and the outflow temperature value is adjusted to the target temperature .
  • FIG. 4 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 illustrates a method of operating the hot water supply apparatus in the first hot water extraction after installation of the hot water supply apparatus.
  • the hot water extraction button provided in the hot water supply device is input (S405), and when the hot water extraction button corresponds to the first hot water extraction (S410), the inlet valve And the outflow valve are controlled to be ON to allow water to flow through the heater unit (S415).
  • the flow rate of the water flowing through the heater section is measured (S420). If the measured flow rate value is equal to or greater than the predetermined first flow rate value (S425), the heater section can be controlled to be ON for a predetermined time and driven ).
  • the first flow rate value may be a minimum flow rate value for normally driving the heater unit, and may be set differently according to the heating capacity of the heater unit.
  • the electric power flowing through the heater unit can be sensed and the electric power of the heater unit can be calculated from the electric current value (S435).
  • the temperature of the water flowing into the heater unit that is, the water intake temperature, can be measured (S440).
  • the target flow rate value is calculated according to the above-described equation (1) using the calculated power value and the measured intake temperature value, and the effective flow rate range can be calculated (S445).
  • the flow rate control value corresponding to the flow rate may be stored (S460).
  • the measured flow rate value is not included in the effective flow rate range, or if all the flow rates included in the effective flow rate range are not detected (S470), the flow rate of the water is gradually adjusted (S465) S455 and S460 can be repeated.
  • the inlet valve and the outlet valve are controlled to be OFF (S475), and the initial position of the valve, that is, the initial control value, can be set to the flow control value corresponding to the target flow value (S480).
  • the hot water extraction operation can be started and the hot water extraction operation can be performed in a state where the flow controller is controlled using the initial control value set in advance (S485).
  • FIG. 5 is a flowchart of a hot water supply method according to another embodiment of the present invention, specifically illustrating a process of updating a predetermined initial control value.

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Abstract

온수 공급 방법, 온수 공급 장치 및 이를 포함하는 정수기가 개시된다. 상기 온수 공급 장치는, 유입되는 물을 가열하는 히터부; 상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 조절하는 유량 제어부; 상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하는 유량 센서; 상기 히터부의 전단에 구비되어 상기 히터부로 유입되는 물의 온도를 측정하는 입수 온도 센서; 상기 히터부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및 상기 히터부의 최초 구동시에, 상기 전류 감지부에 의해 측정된 전류값 및 상기 입수 온도 센서에 의해 측정된 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출하고, 상기 유량 센서에 의해 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치되도록 상기 유량 제어부를 제어하며, 상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 유량 제어값을 획득하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

온수 공급 방법, 온수 공급 장치 및 이를 포함하는 정수기
본 출원은 온수 공급 방법, 온수 공급 장치 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다.
순간 온수 히터를 이용하여 온수를 제공하는 직수식 온수 공급 장치의 경우, 추출되는 온수의 온도를 목표 온도로 맞추는 것이 중요하며, 이를 위한 다양한 제어 방식이 존재한다.
종래의 일 제어 방식에 따르면, 온수 추출시에 일단 기 설정된 유량의 물을 히터로 입수시켜 히터를 동작시키고, 히터의 출수측에 구비된 온도센서에 의해 측정된 출수 온도값을 기초로 히터로 유입되는 물의 유량을 조절하는 방식으로 온수의 온도를 제어할 수 있다.
그러나, 히터로 유입되는 물의 유량을 조절하기 위해 사용되는 유량 조절 밸브는 유량을 단계적으로 조절하도록 구성되므로, 유량의 편차가 크고, 이에 따라 원하는 온수의 온도를 맞추기 위한 목표 유량값으로 물의 유량을 제어하는데 어려움이 있다.
또한, 이와 같은 편차로 인해, 히터로 유입되는 물의 유량이 목표 유량값을 초과하거나 또는 미달하게 되고, 이에 따라 출수되는 온수의 온도 변화가 커지고, 목표 온도로 맞추기 어렵다는 한계가 있다.
한편, 히터의 입수측에 구비된 온도센서에서 측정된 입수 온도값을 기초로 온수의 온도를 목표 온도로 맞추기 위해 필요한 히터의 전력을 산출하고, 이에 따라 히터를 동작시키는 방식도 제안되었다.
그러나, 이 경우에도, 온수 공급 장치가 설치된 환경의 조건, 예를 들어, 설치 환경의 수압, 유량 등에 따라 히터로 유입되는 물의 유량이 달라지고, 이에 따라 출수되는 온수의 온도를 목표 온도로 제어하는데 어려움이 있다.
당해 기술분야에서는 순간 온수 히터를 이용하여 온수를 제공하는 직수식 온수 공급 장치에서 히터로 유입되는 물의 유량 및 히터의 전력 제어를 최소화 하여 출수되는 온수의 온도 변화를 최소화하면서 온수의 온도를 목표 온도로 제어하기 위한 방안이 요구되고 있다.
또한, 순간 온수 히터를 이용하여 온수를 제공하는 직수식 온수 공급 장치에서 히터로 유입되는 물의 유량 및 히터의 전력 제어를 최소화 하여 출수되는 온수의 온도 변화를 최소화하면서 온수의 온도를 목표 온도로 제어하기 위한 방안이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 온수 공급 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 방법은, 온수 공급 장치에 구비된 히터부의 최초 구동시에, 상기 히터부에 흐르는 전류값을 감지하고, 감지된 전류값으로부터 상기 히터부의 전력을 산출하는 단계; 상기 히터부로 유입되는 물의 입수 온도를 측정하는 단계; 산출된 전력값 및 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출하는 단계; 상기 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하는 단계; 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치될 때까지 상기 물의 유량을 단계적으로 조절하는 단계; 및 상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 유량 제어값을 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 온수 공급 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법은, 온수 공급 장치에 의한 최초 온수 추출시에, 상기 온수 공급 장치에 구비된 히터부에 흐르는 전류값을 감지하고, 감지된 전류값으로부터 상기 히터부의 전력을 산출하는 단계; 상기 히터부로 유입되는 물의 입수 온도를 측정하는 단계; 산출된 전력값 및 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값 및 유효 유량 범위를 산출하는 단계; 상기 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하는 단계; 측정된 유량값이 상기 유효 유량 범위에 포함되면, 유량 제어값을 저장하는 단계; 상기 유효 유량 범위에 포함되는 모든 유량에 대해 감지가 이루어지지 않은 경우, 상기 물의 유량을 조절한 후 상기 물의 유량을 측정하는 단계로 재진입하는 단계; 및 상기 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값으로 상기 온수 공급 장치의 유량 제어를 위한 초기 제어값을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 온수 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급 장치는, 유입되는 물을 가열하는 히터부; 상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 조절하는 유량 제어부; 상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하는 유량 센서; 상기 히터부의 전단에 구비되어 상기 히터부로 유입되는 물의 온도를 측정하는 입수 온도 센서; 상기 히터부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및 상기 히터부의 최초 구동시에, 상기 전류 감지부에 의해 측정된 전류값 및 상기 입수 온도 센서에 의해 측정된 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출하고, 상기 유량 센서에 의해 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치되도록 상기 유량 제어부를 제어하며, 상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 유량 제어값을 획득하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 온수 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급 장치는, 유입되는 물을 가열하는 히터부; 상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 조절하는 유량 제어부; 상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하는 유량 센서; 상기 히터부의 전단에 구비되어 상기 히터부로 유입되는 물의 온도를 측정하는 입수 온도 센서; 상기 히터부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및 최초 온수 추출시에, 상기 히터부를 구동시키고 상기 전류 감지부에 의해 측정된 전류값 및 상기 입수 온도 센서에 의해 측정된 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값 및 유효 유량 범위를 산출하며, 상기 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량의 물이 흐르도록 상기 유량 제어부를 제어하는 적어도 하나의 유량 제어값을 획득하는 제어부를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온수 공급 장치의 설치시에, 히터로 유입되는 물의 온도, 히터의 전력 및 설치 환경 조건을 모두 고려하여, 히터에서 추출되는 물의 온도를 목표 온도로 맞추기 위한 목표 유량값을 산출하고, 물의 유량을 산출된 목표 유량값으로 맞추기 위한 유량 제어값을 저장해 두었다가, 온수 추출시에 기 저장된 유량 제어값으로 유량을 제어할 수 있다. 이를 통해, 온수를 추출하는 동안에 히터로 유입되는 물의 유량 및 히터의 전력 제어를 최소화 하여 출수되는 온수의 온도 변화를 최소화하면서 온수의 온도를 목표 온도로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 장치의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 공급 장치(100)는 히터부(110), 유량 제어부(120), 추출부(130), 전류 감지부(140), 조작부(150), 저장부(160), 제어부(170), 밸브(V1, V2), 온도 센서(TS1, TS2) 및 유량 센서(FS)를 포함하여 구성될 수 있다.
히터부(110)는 제어부(170)의 제어에 따라 유입되는 물을 가열하기 위한 것으로, 예를 들어, 히팅 소자로 구현될 수 있다.
일 예에 따르면, 히터부(110)는 제어부(170)의 제어에 따라 온(ON)되어 최대 가열열량으로 구동하거나, 오프(OFF)되는 히팅 소자일 수 있다.
다른 예에 따르면, 히터부(110)는 제어부(170)의 제어에 따라 최대 가열용량의 0% 내지 100%의 범위에서 가열용량이 조절 가능한 히팅 소자일 수 있다.
히터부(110)의 전단에는 입수 밸브(V1)가 구비되어 히터부(110)로 유입되는 물의 흐름을 제어할 수 있다.
또한, 히터부(110)의 전단에는 입수 온도 센서(TS1)가 구비되어 히터부(110)로 유입되는 물의 온도를 측정하고 측정된 입수 온도값을 제어부(170)로 출력할 수 있다.
유량 제어부(120)는 제어부(170)의 제어에 따라 히터부(110)를 통해 흐르는 물의 유량을 조절하기 위한 것으로, 예를 들어, 히터부(110)의 후단에 설치될 수 있다.
일 예에 따르면, 유량 제어부(120)는 밸브(미도시)와 밸브의 개폐 정도를 조절하는 모터(미도시)(예를 들어, 스테핑 모터)로 구현될 수 있다. 이 경우, 밸브의 개폐 정도에 따라 물의 유량이 조절될 수 있다.
다른 예에 따르면, 유량 제어부(120)는 유량 제어용 펌프(미도시)로 구현될 수도 있다. 이 경우, 펌프에 인가되는 전압값을 단계적으로 변화시켜서 물의 유량을 조절할 수 있다.
한편, 히터부(110)의 후단, 예를 들어, 유량 제어부(120)와 추출부(130)의 사이에는 유량 센서(FS), 출수 온도 센서(TS2) 및 출수 밸브(V2)가 각각 구비될 수 있다.
유량 센서(FS)는 히터부(110)를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하고 측정된 유량값을 제어부(170)로 출력할 수 있다.
출수 온도 센서(TS2)는 히터부(110)에서 출수되는 온수의 온도를 측정하고 측정된 출수 온도값을 제어부(170)로 출력할 수 있다.
출수 밸브(V2)는 추출부(130)를 통해 추출되는 물의 흐름을 제어할 수 있다.
도 1에는 히터부(110)의 후단에 유량 제어부(120), 유량 센서(FS), 출수 온도 센서(TS2) 및 출수 밸브(V2)의 순서로 설치된 것으로 도시되어 있으나, 설치 순서가 반드시 이로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 설치 순서가 변경되거나, 2 이상의 구성이 병합되어 하나의 구성으로 구현될 수도 있다.
추출부(130)는 히터부(110)에 의해 가열된 온수를 외부로 추출하기 위한 것이다.
전류 감지부(140)는 히터부(110)가 제어부(170)의 제어에 따라 온(ON)되어 동작하는 경우 히터부(110)에 흐르는 전류를 감지하고 전류값을 제어부(170)로 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전류 감지부(140)를 통해 히터부(110)에 흐르는 전류를 감지함으로써, 온수 공급 장치(100)의 설치 환경에 따라 또는 히팅 소자의 편차에 따라 달라질 수 있는 전류값을 측정하고, 이를 기초로 히터부(110)의 전력을 보다 정확하게 산출할 수 있도록 한다.
조작부(150)는 온수 공급 장치(100)의 동작 제어를 위한 사용자 입력을 받기 위한 것으로, 예를 들어, 기계식 버튼, 터치식 버튼 등으로 구현될 수 있다.
일 예에 따르면, 사용자는 조작부(150)에 구비된 온수 추출 버튼을 선택하여 온수를 추출할 수 있다.
또한, 사용자는 조작부(150)를 통해 원하는 온수의 온도를 입력할 수도 있다.
저장부(160)는 온수 공급 장치(100)의 동작 제어를 위해 필요한 각종 데이터를 저장하기 위한 것으로, 예를 들어, 비휘발성 저장장치 등으로 구현될 수 있다.
일 예에 따르면, 저장부(160)에는 온수 공급 장치(100)의 최초 설치시에 획득한 유량 제어값과, 입수 온도 센서(TS1) 및 유량 센서(FS)에 의해 각각 측정된 입수 온도값 및 유량값 등이 저장될 수 있다.
또한, 다른 예에 따르면, 저장부(160)에는 온수 공급 장치(100)의 최초 온수 추출시에 획득한 유량 제어값과, 입수 온도 센서(TS1), 유량 센서(FS) 및 전류 감지부(140)에 의해 각각 측정된 입수 온도값, 유량값 및 전류값(또는 이로부터 산출된 전력) 등이 저장될 수 있다.
또한, 저장부(160)에는 히터부(110)에 의한 적정 온도의 온수 추출이 가능한 유효 유량 범위와, 해당 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량의 물이 흐르도록 하는 유량 제어부(120)의 적어도 하나의 유량 제어값이 저장될 수 있다.
제어부(170)는 온수 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등의 프로세서로 구현될 수 있다.
구체적으로, 제어부(170)는 온수 공급 장치(100)의 최초 설치시에 온수 추출 버튼이 입력되면, 히터부(110)를 소정 시간동안 ON으로 제어하여 구동시키고, 히터부(110)의 최초 구동시에 전류 감지부(140)로부터 전달받은 전류값과 입수 온도 센서(TS1)로부터 전달받은 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출할 수 있다.
또한, 다른 예에 따르면, 제어부(170)는 최초 온수 추출시에 온수 공급 장치(100)의 조작부(150)를 통해 온수 추출 버튼이 입력되면, 히터부(110)를 소정 시간동안 ON으로 제어하여 구동시키고, 히터부(110)의 전류 감지부(140)로부터 전달받은 전류값과 입수 온도 센서(TS1)로부터 전달받은 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출할 수 있다.
여기서, 제어부(170)는, 우선, 전류 감지부(140)로부터 전달받은 전류값으로부터 히터부(110)의 전력을 산출하고, 산출된 전력값과 입수 온도값을 이용하여 하기의 수학식 1에 따라 목표 유량값을 산출할 수 있다. 여기서, a는 칼로리에 대한 에너지 변환 상수로서, 1KWh = 861Kcal이므로 a는 860일 수 있다.
[수학식 1]
목표 유량값[LPM] = (히터 효율 * a * (전력값[kW]/(목표 온도 - 입수 온도[℃]))) / 60[s]
또한, 제어부(170)는 유량 센서(FS)로부터 전달받은 유량값이 상술한 목표 유량값과 일치되도록 유량 제어부(120)를 제어하여 물의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 유량값이 목표 유량값과 일치하는 시점의 유량 제어값을 획득하여 저장부(160)에 저장할 수 있다.
일 예에 따르면, 상술한 유량 제어부(120)가 모터 또는 스테핑 모터로 구현되는 경우, 제어부(170)는 모터를 단계적으로 제어하여 유량을 조절하고 유량 센서(FS)에 의해 측정된 유량값이 기 산출된 목표 유량값과 일치되는 시점의 모터의 출력값(즉, 위치값) 또는 스테핑 모터의 PPS(Pulses per second) 값을 유량 제어값으로 저장할 수 있다.
다른 예에 따르면, 상술한 유량 제어부(120)가 유량 제어용 펌프로 구현되는 경우, 제어부(170)는 펌프의 전압값을 단계적으로 변화시켜 유량을 조절하고 유량 센서(FS)에 의해 측정된 유량값이 기 산출된 목표 유량값과 일치되는 시점에 펌프에 인가되는 전압값을 유량 제어값으로 저장할 수 있다.
또한, 다른 예에 따르면, 제어부(170)는 산출된 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량의 물이 흐르도록 하는 유량 제어부(120)의 적어도 하나의 유량 제어값을 찾고, 이를 저장부(160)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 유량 제어부(120)를 조절하면서 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량의 물이 흐르도록 하는 모든 유량 제어값을 찾아서 다음의 표 1과 같은 테이블 형식으로 저장할 수 있다.
유량 유량 제어값
A a
B b
C c
D d
E e
여기서, 유량 제어부(120)가 모터 또는 스테핑 모터로 구현되는 경우, 유량 제어값은 유량 센서(FS)에 의해 측정된 유량값이 해당 유량과 일치되는 시점의 모터의 출력값(즉, 위치값) 또는 스테핑 모터의 PPS(Pulses per second) 값일 수 있다.
또한, 유량 제어부(120)가 유량 제어용 펌프로 구현되는 경우, 유량 제어값은 유량 센서(FS)에 의해 측정된 유량값이 해당 유량과 일치되는 시점에 펌프에 인가되는 전압값일 수 있다.
또한, 제어부(170)는 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량 중에서 목표 유량값에 해당하는 유량의 유량 제어값을 유량 제어부(120)의 초기 제어값, 즉 밸브의 초기 위치로 설정할 수 있다.
상술한 제어부(170)의 동작을 구체적인 예를 들어 설명하면, 입수 온도값이 20℃, 목표 온도가 95℃, 히터 효율이 95%, 산출된 전력값이 1.4kW 인 경우, 상술한 수학식 1에 따라 계산하면 목표 유량값은 0.25LPM이 된다.
즉, 히터부(110)를 통과하는 물의 유량이 0.25 LPM이 되도록 제어하면서 히터부(110)를 동작시키면 목표 온도인 95℃의 온수를 추출할 수 있다.
그러나, 온수 공급 장치(100)의 설치 환경에 따라 수압이 상이할 수 있고, 이에 따라 유량이 달라지므로, 설치 환경에 따라 실제 히터부(110)를 통과하는 물의 유량이 목표 유량값이 되도록 하는 유량 제어부(120)의 유량 제어값, 즉 모터의 출력값 또는 펌프의 전압값은 달라질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 온수 공급 장치(100)의 최초 설치시에 설치 환경을 고려하여 목표 유량값을 산출하고, 히터부(110)를 통과하는 물의 유량이 목표 유량값이 되도록 하는 유량 제어부(120)의 유량 제어값을 찾아서 저장하도록 구성된다.
한편, 제어부(170)는 온수 공급 장치(100)가 설치된 이후 조작부(150)로부터 온수 추출 입력이 전달되면, 저장부(160)에 저장된 유량 제어값을 이용하여 유량 제어부(120)를 제어할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 온수 공급 장치(100)의 최초 설치시에 저장해 둔 유량 제어값을 이용하여 유량 제어부(120)를 제어한 상태에서 온수 추출을 개시함으로써, 히터로 유입되는 물의 유량을 목표 유량값으로 조절하는 과정에서 야기될 수 있는 불필요한 온도 변화를 최소화할 수 있고, 또한 히터의 전력 제어도 최소화할 수 있다.
이 경우, 제어부(170)는 입수 온도 센서(TS1) 및 유량 센서(FS)로부터 각각 입수 온도값과 유량값을 전달받고, 이를 기초로 유량 제어값을 재설정할지 여부를 결정할 수도 있다.
예를 들어, 온수 공급 장치(100)의 설치 시점으로부터 장시간이 흐른 후에 온수 추출을 하는 경우에는, 입수 온도나 설치 환경(예를 들어, 수압, 유량)에 변화가 생길 수 있다. 이와 같이 입수 온도나 설치 환경에 변화가 생긴 경우에는 기 저장된 유량 제어값에 따라 유량 제어부(120)를 제어하면 원하는 목표 온도값을 얻는데 어려움이 있다.
따라서, 제어부(170)는 온수 추출시에 측정된 입수 온도값과 유량값이 각각 온수 공급 장치(100)의 설치 시점에 측정된 입수 온도값 및 유량값과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우에는 저장된 유량 제어값을 재설정하여 저장하고, 재설정된 유량 제어값을 이용하여 유량 제어부(120)를 제어할 수 있다.
일 예에 따르면, 제어부(170)는 온수 추출시에 측정된 입수 온도값이 설치 시점에 측정된 입수 온도값과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우, 입수 온도값의 변화율을 산출하고 산출된 변화율에 따라 기 저장된 유량 제어값을 조절하여 유량 제어값을 재설정할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(170)는 온수 추출시에 측정된 유량값이 설치 시점에 측정된 유량값과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우, 유량값의 변화율을 산출하고 산출된 변화율에 따라 기 저장된 유량 제어값을 조절하여 유량 제어값을 재설정할 수 있다.
구체적인 예를 들어 설명하면, 설치 시점에 측정된 입수 온도값이 30℃이고, 온수 추출시에 측정된 입수 온도값이 20℃인 경우, 입수 온도값이 변화율은 대략 33%가 된다. 따라서, 제어부(170)는 기 저장된 유량 제어값을 33%만큼 조절하여 조절된 값을 유량 제어값으로 재설정할 수 있다. 또한, 유량값에 대해서도 이와 마찬가지로 적용할 수 있다.
다른 예에 따르면, 제어부(170)는 기 저장된 테이블을 이용하여 온수 추출시에 측정된 입수 온도값 및 유량값(또는 수압)에 해당하는 유량 제어값으로 재설정할 수 있다. 여기서, 기 저장된 테이블은 하나 이상의 설치 환경 조건 변화에 따른 유량 제어값이 저장될 수 있으며, 반복 실험 등에 의해 결정된 값일 수 있다. 여기서, 하나 이상의 설치 환경 조건은 입수 온도값 및 유량값(또는 수압)을 포함할 수 있고, 히터 전력 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 또 다른 예에 따르면, 제어부(170)는, 상술한 바와 같이 최초 온수 추출시에 유량 제어부(120)의 초기 제어값이 설정되면, 이후 온수 추출 동작이 수행되는 경우 설정된 초기 제어값을 이용하여 유량 제어부(120)를 제어한 상태에서 온수 추출을 개시할 수 있다. 이로써, 히터로 유입되는 물의 유량을 목표 유량값으로 조절하는 과정에서 야기될 수 있는 불필요한 온도 변화를 최소화할 수 있고, 또한 히터의 전력 제어도 최소화할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 유량 제어부(120)의 초기 제어값의 변경 여부를 확인하여 필요한 경우 초기 제어값을 갱신, 즉 재설정할 수도 있다.
예를 들어, 온수 공급 장치(100)의 최초 온수 추출 시점으로부터 장시간이 흐른 후에 온수 추출을 하는 경우에는, 입수 온도, 설치 환경(예를 들어, 수압, 유량), 히터 전력 등에 변화가 생길 수 있다. 이와 같이 입수 온도, 설치 환경, 히터 전력 등에 변화가 생긴 경우에는 기 설정된 초기 제어값에 따라 유량 제어부(120)를 제어하면 원하는 목표 온도값을 얻는데 어려움이 있다.
따라서, 제어부(170)는 온수 추출시에 측정된 입수 온도값, 유량값 및 히터 전력 중 적어도 하나가 기 설정된 초기 제어값의 설정 시점에 측정된 입수 온도값, 유량값 및 히터 전력과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우 목표 유량값을 재산출하고, 재산출된 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값을 유량 제어부(120)의 초기 제어값으로 갱신할 수 있다. 여기서, 유량값은 설치 환경의 수압에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 온수 공급 장치(100)가 입수단 측에 압력 센서(미도시)를 추가로 구비하고 유량값 대신 입수 압력을 측정하여 활용하도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 갱신된 초기 제어값은 온수 공급 장치(100)에 의한 다음 온수 추출시에 유량 제어부(120)를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도로서, 구체적으로 온수 공급 장치의 최초 설치시의 동작 방법을 도시한다.
도 2를 참조하면, 우선, 온수 공급 장치에 전원이 인가(ON)되고(S205), 온수 추출 버튼이 입력되면(S210), 온수 공급 장치의 히터부의 전단 및 후단에 각각 구비된 입수 밸브 및 출수 밸브를 ON으로 제어하여 히터부를 통해 물이 흐르도록 한다(S215).
이후, 유량 센서를 통해 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하고(S220), 측정된 유량값이 기 설정된 제1 유량값 이상이면(S225), 히터부를 소정 시간동안 ON으로 제어하여 구동시킬 수 있다(S230). 여기서, 제1 유량값은 히터부를 정상적으로 구동시키기 위한 최소의 유량값일 수 있으며, 히터부의 가열용량에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
이와 같이 히터부가 최초 구동하는 상태에서, 히터부에 흐르는 전류를 감지하고 전류값으로부터 히터부의 전력을 산출할 수 있다(S235). 또한, 히터부로 유입되는 물의 온도, 즉 입수 온도를 측정할 수 있다(S240).
이후, 산출된 전력값과 측정된 입수 온도값을 이용하여 상술한 수학식 1에 따라 목표 유량값을 산출할 수 있다(S245).
이후, 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하고(S250), 측정된 유량값이 목표 유량값과 일치될 때까지 물의 유량을 단계적으로 조절할 수 있다(S260).
한편, 유량값이 목표 유량값과 일치되면(S255), 일치하는 시점의 유량 제어값을 저장하고(S265), 입수 밸브 및 출수 밸브를 OFF로 제어하여 초기 동작 과정을 종료할 수 있다(S270).
도 2를 참조하여 상술한 동작 방법은 온수 공급 장치가 드레인을 구비하는 경우, 또는 드레인을 구비하지 않는 경우에도 모두 적용될 수 있다.
예를 들어, 온수 공급 장치가 드레인을 구비하는 경우에는 측정된 유량값이 목표 유량값과 일치되도록 물의 유량을 조절하는 과정에서 히터부를 통과하는 물이 추출부가 아니라 드레인으로 흐르도록 제어할 수 있다. 반면, 온수 공급 장치가 드레인을 구비하지 않는 경우에는 히터부를 통과하는 물이 추출부로 추출되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도로서, 구체적으로 온수 공급 장치가 설치된 후 온수 추출시의 동작 방법을 도시한다.
도 3을 참조하면, 온수 추출 버튼이 입력되면(S310), 히터로 입수되는 물의 온도, 즉 입수 온도와 물의 유량을 측정할 수 있다(S320).
측정된 입수 온도값 및 유량값을 각각 설치 시점에 측정된 입수 온도값 및 유량값과 비교하여, 입수 온도값 및/또는 유량값의 변화량이 기 설정된 값 이상인 경우(S330), 입수 온도값 및/또는 유량값의 변화를 기초로 유량 제어값을 재설정하고(S340), 재설정된 유량 제어값을 이용하여 유량을 제어할 수 있다(S350).
반면, 입수 온도값 및 유량값의 변화량이 모두 기 설정된 값 미만인 경우에는, 기 저장된 유량 제어값을 이용하여 유량을 제어할 수 있다(S360).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 기 저장된 유량 제어값 또는 재설정된 유량 제어값을 이용하여 유량을 적절하게 제어한 상태에서 온수 추출을 개시할 수 있고, 이에 따라 불필요한 온도 변화를 최소화할 수 있다.
한편, 도 3에 도시되지는 않았지만, 기 저장된 유량 제어값 또는 재설정된 유량 제어값을 이용하여 유량을 제어한 상태에서 온수 추출을 개시한 후, 출수 온도 센서에 의해 측정된 출수 온도값이 목표 온도에 도달했는지 여부를 확인하고, 출수 온도값이 목표 온도에 미달하는 경우 유량을 단계적으로 줄이고, 출수 온도값이 목표 온도를 초과하는 경우 유량을 단계적으로 늘리면서 출수 온도값을 목표 온도에 맞추도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도로서, 구체적으로 온수 공급 장치의 설치 후 최초 온수 추출시의 동작 방법을 도시한다.
도 4를 참조하면, 우선, 온수 공급 장치에 구비된 온수 추출 버튼이 입력되고(S405), 최초 온수 추출에 해당하는 경우(S410), 온수 공급 장치의 히터부의 전단 및 후단에 각각 구비된 입수 밸브 및 출수 밸브를 ON으로 제어하여 히터부를 통해 물이 흐르도록 한다(S415).
이후, 유량 센서를 통해 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하고(S420), 측정된 유량값이 기 설정된 제1 유량값 이상이면(S425), 히터부를 소정 시간동안 ON으로 제어하여 구동시킬 수 있다(S430). 여기서, 제1 유량값은 히터부를 정상적으로 구동시키기 위한 최소의 유량값일 수 있으며, 히터부의 가열용량에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
이와 같이 히터부가 최초 구동하는 상태에서, 히터부에 흐르는 전류를 감지하고 전류값으로부터 히터부의 전력을 산출할 수 있다(S435). 또한, 히터부로 유입되는 물의 온도, 즉 입수 온도를 측정할 수 있다(S440).
이후, 산출된 전력값과 측정된 입수 온도값을 이용하여 상술한 수학식 1에 따라 목표 유량값을 산출하고, 유효 유량 범위를 산출할 수 있다(S445).
이후, 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하고(S450), 측정된 유량값이 유효 유량 범위에 포함되면(S455) 해당 유량(즉, 밸브 위치)에 해당하는 유량 제어값을 저장할 수 있다(S460). 반면, 측정된 유량값이 유효 유량 범위에 포함되지 않거나, 유효 유량 범위에 포함되는 모든 유량에 대해 감지가 이루어지지 않은 경우(S470), 물의 유량을 단계적으로 조절하고(S465), 상술한 S450, S455 및 S460 과정을 반복 수행할 수 있다.
이후, 입수 밸브 및 출수 밸브를 OFF로 제어하고(S475), 유량값이 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값으로 밸브의 초기 위치, 즉 초기 제어값을 설정할 수 있다(S480).
한편, 최초 온수 추출에 해당하지 않는 경우, 기 설정된 초기 제어값을 이용하여 유량 제어부를 제어한 상태에서 온수 추출을 개시하여 온수 추출 동작을 수행할 수 있다(S485).
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급 방법의 흐름도로서, 구체적으로 기 설정된 초기 제어값을 갱신하는 과정을 도시한다.
도 5를 참조하면, 온수 추출 동작이 수행되는 경우, 히터로 입수되는 물의 온도, 즉 입수 온도와 물의 유량을 측정하고(S510), 히터에 흐르는 전류를 감지하고 전류값으로부터 히터 전력을 산출할 수 있다(S520).
이후, 입수 온도값, 유량값 및 히터 전력 중 적어도 하나가 기 설정된 초기 제어값의 설정 시점에 측정된 입수 온도값, 유량값 및 히터 전력과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우(S530), 목표 유량값을 재산출하고(S540), 재산출된 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값으로 밸브의 초기 위치, 즉 초기 제어값을 변경할 수 있다(S550).
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (22)

  1. 유입되는 물을 가열하는 히터부;
    상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 조절하는 유량 제어부;
    상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하는 유량 센서;
    상기 히터부의 전단에 구비되어 상기 히터부로 유입되는 물의 온도를 측정하는 입수 온도 센서;
    상기 히터부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및
    상기 히터부의 최초 구동시에, 상기 전류 감지부에 의해 측정된 전류값 및 상기 입수 온도 센서에 의해 측정된 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출하고, 상기 유량 센서에 의해 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치되도록 상기 유량 제어부를 제어하며, 상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 유량 제어값을 획득하는 제어부를 포함하는 온수 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 제어부는, 밸브 및 상기 밸브의 개폐 정도를 조절하는 모터를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 모터를 단계적으로 제어하여 상기 물의 유량을 조절하고, 상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 상기 모터의 출력값을 상기 유량 제어값으로 획득하는 온수 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 제어부는 유량 제어용 펌프를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 유량 제어용 펌프의 전압값을 단계적으로 변화시켜 상기 물의 유량을 조절하고, 상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 상기 펌프에 인가되는 전압값을 상기 유량 제어값으로 획득하는 온수 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터부의 최초 구동시에 측정된 입수 온도값 및 유량값과, 상기 유량 제어값을 저장하는 저장부를 더 포함하는 온수 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 히터부의 최초 구동 이후에 온수 추출 버튼의 입력에 따른 온수 추출시에,
    상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 유량 제어값을 이용하여 상기 유량 제어부를 제어하고 상기 히터부를 구동하여 온수를 추출하는 온수 공급 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온수 추출시에 상기 입수 온도 센서에 의해 측정된 입수 온도값 및 상기 유량 센서에 의해 측정된 유량값을 이용하여 상기 유량 제어값을 재설정하는 온수 공급 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온수 추출시에 측정된 입수 온도값 및 유량값이 각각 상기 히터부의 최초 구동시에 측정된 입수 온도값 및 유량값과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우, 상기 유량 제어값을 재설정하고, 재설정된 유량 제어값을 이용하여 상기 유량 제어부를 제어하는 온수 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입수 온도값 및 유량값 중 적어도 하나의 변화율을 산출하고, 산출된 변화율에 따라 상기 유량 제어값을 조절하여 상기 유량 제어값을 재설정하는 온수 공급 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 기 저장된 테이블을 이용하여 상기 온수 추출시에 측정된 입수 온도값 및 유량값에 해당하는 유량 제어값으로 재설정하는 온수 공급 장치.
  10. 유입되는 물을 가열하는 히터부;
    상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 조절하는 유량 제어부;
    상기 히터부를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하는 유량 센서;
    상기 히터부의 전단에 구비되어 상기 히터부로 유입되는 물의 온도를 측정하는 입수 온도 센서;
    상기 히터부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및
    최초 온수 추출시에, 상기 히터부를 구동시키고 상기 전류 감지부에 의해 측정된 전류값 및 상기 입수 온도 센서에 의해 측정된 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값 및 유효 유량 범위를 산출하며, 상기 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량의 물이 흐르도록 상기 유량 제어부를 제어하는 적어도 하나의 유량 제어값을 획득하는 제어부를 포함하는 온수 공급 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유량 제어부는, 밸브 및 상기 밸브의 개폐 정도를 조절하는 모터를 포함하며,
    상기 유량 제어값은 상기 유량 센서에 의해 측정된 유량값이 해당 유량과 일치되는 시점의 상기 모터의 출력값인 온수 공급 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유량 제어부는 유량 제어용 펌프를 포함하며,
    상기 유량 제어값은 상기 유량 센서에 의해 측정된 유량값이 해당 유량과 일치되는 시점의 상기 펌프에 인가되는 전압값인 온수 공급 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류값으로부터 산출한 상기 히터부의 전력값을 기준으로 기 정해진 전력값 변동률 및 기 정해진 입수 온도값의 변화 범위를 고려하여 상기 유효 유량 범위를 산출하는 온수 공급 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 유효 유량 범위 내에 포함되는 유량 중에서 상기 목표 유량값에 해당하는 유량의 유량 제어값을 상기 유량 제어부의 초기 제어값으로 설정하는 온수 공급 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는 온수 추출시에 측정된 입수 온도값 및 유량값과 산출된 히터부의 전력값 중 적어도 하나가 상기 초기 제어값의 설정 시점에 측정된 입수 온도값, 유량값 및 산출된 히터부의 전력값과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우 상기 목표 유량값을 재산출하고, 재산출된 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값을 상기 초기 제어값으로 갱신하는 온수 공급 장치.
  16. 제 1 항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류값으로부터 상기 히터부의 전력을 산출하고, 하기의 수학식
    목표 유량값[LPM] = (히터 효율 * a * (전력값[kW]/(목표 온도 - 입수 온도[℃]))) / 60[s]
    에 따라 상기 목표 유량값을 산출하며, 상기 a는 칼로리에 대한 에너지 변환 상수인 온수 공급 장치.
  17. 제 1 항 또는 제10항에 따른 온수 공급 장치를 포함하는 정수기.
  18. 온수 공급 장치에 구비된 히터부의 최초 구동시에, 상기 히터부에 흐르는 전류값을 감지하고, 감지된 전류값으로부터 상기 히터부의 전력을 산출하는 단계;
    상기 히터부로 유입되는 물의 입수 온도를 측정하는 단계;
    산출된 전력값 및 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값을 산출하는 단계;
    상기 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하는 단계;
    측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치될 때까지 상기 물의 유량을 단계적으로 조절하는 단계; 및
    상기 측정된 유량값이 상기 목표 유량값과 일치하는 시점의 유량 제어값을 저장하는 단계를 포함하는 온수 공급 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 히터부의 최초 구동 이후에 온수 추출 버튼이 입력되면, 상기 히터부로 유입되는 물의 입수 온도 및 유량을 측정하는 단계;
    측정된 입수 온도값 및 유량값을 각각 상기 히터부의 최초 구동시에 측정된 입수 온도값 및 유량값과 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 입수 온도값 및 유량값 중 적어도 하나가 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우, 상기 입수 온도값 및 유량값 중 적어도 하나의 변화를 기초로 상기 유량 제어값을 재설정하는 단계; 및
    상기 재설정된 유량 제어값을 이용하여 상기 물의 유량을 제어하는 단계를 포함하는 온수 공급 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 비교 결과, 상기 입수 온도값 및 유량값이 모두 상기 기 설정된 값 미만으로 차이가 나는 경우, 상기 저장된 유량 제어값을 이용하여 상기 물의 유량을 제어하는 단계를 더 포함하는 온수 공급 방법.
  21. 온수 공급 장치에 의한 최초 온수 추출시에, 상기 온수 공급 장치에 구비된 히터부에 흐르는 전류값을 감지하고, 감지된 전류값으로부터 상기 히터부의 전력을 산출하는 단계;
    상기 히터부로 유입되는 물의 입수 온도를 측정하는 단계;
    산출된 전력값 및 입수 온도값을 이용하여 목표 유량값 및 유효 유량 범위를 산출하는 단계;
    상기 히터부를 흐르는 물의 유량을 측정하는 단계;
    측정된 유량값이 상기 유효 유량 범위에 포함되면, 유량 제어값을 저장하는 단계;
    상기 유효 유량 범위에 포함되는 모든 유량에 대해 감지가 이루어지지 않은 경우, 상기 물의 유량을 조절한 후 상기 물의 유량을 측정하는 단계로 재진입하는 단계; 및
    상기 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값으로 상기 온수 공급 장치의 유량 제어를 위한 초기 제어값을 설정하는 단계를 포함하는 온수 공급 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 최초 온수 추출 이후 온수 추출 동작이 수행되는 경우에,
    상기 히터부로 유입되는 물의 입수 온도 및 유량을 측정하는 단계;
    상기 히터부에 흐르는 전류값을 감지하고, 감지된 전류값으로부터 상기 히터부의 전력을 산출하는 단계;
    입수 온도값, 유량값 및 히터부의 전력 중 적어도 하나가 상기 초기 제어값의 설정 시점에 측정된 입수 온도값, 유량값 및 히터부의 전력과 기 설정된 값 이상 차이가 나는 경우, 상기 목표 유량값을 재산출하는 단계; 및
    재산출된 목표 유량값에 해당하는 유량 제어값으로 상기 초기 제어값을 변경하는 단계를 더 포함하는 온수 공급 방법.
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