WO2019164175A1 - 연수 시스템 - Google Patents

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WO2019164175A1
WO2019164175A1 PCT/KR2019/001762 KR2019001762W WO2019164175A1 WO 2019164175 A1 WO2019164175 A1 WO 2019164175A1 KR 2019001762 W KR2019001762 W KR 2019001762W WO 2019164175 A1 WO2019164175 A1 WO 2019164175A1
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soft water
filter
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이수영
권태성
손승길
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Kyungdong Navien Co Ltd
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Kyungdong Navien Co Ltd
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    • C02F1/4602—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for prevention or elimination of deposits
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    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters

Definitions

  • the present invention relates to a training system.
  • Common tap water contains ionic substances such as calcium ions (Ca 2+ ) and magnesium ions (Mg 2+ ). Water containing ionic substances can damage the skin or fibers.
  • calcium ions (Ca 2+ ) may be precipitated as calcium carbonate (CaCO 3 ) by heat, and the precipitated calcium carbonate (CaCO 3 ) may be fixed to a pipe through which water flows. Due to such sticking, cracks may occur in pipes and the like.
  • soft water systems have been used to remove ionic materials from water containing ionic materials.
  • a soft water system using ion exchange resins to remove ionic substances has been used.
  • the conventional soft water system has to continuously replenish salt for operation, and thus salt is included in the water from which the ionic substances have been removed. It was difficult to use as drinking water.
  • wastewater that is discarded after the removal of the ionic material has a problem of causing environmental pollution.
  • One object of the present invention is to provide a training system that can solve at least one of the problems described above.
  • the soft water is connected to the main flow path for supplying raw water to the demand source, and removes at least a portion of the ionic material contained in the raw water supplied through the main flow path, so that the soft water containing less ionic material than the raw water as the demand source
  • the softening system for supplying is supplied with water derived from raw water, and removes at least a portion of the ionic materials contained in the supplied water based on the electrical force, so as to contain less ionic materials than the supplied water.
  • a filter unit for discharging soft water; And a storage unit receiving and storing the first soft water from the filter unit and discharging the second soft water derived from the stored first soft water, wherein at least one of the first soft water and the second soft water is supplied to the demand destination.
  • the present invention since the ionic material is removed on the basis of the electric force, the present invention may be more convenient than the conventional soft water system in which salt is continuously supplied.
  • the soft water stored in the storage unit can be supplied to the demand destination as needed, it is possible to supply the relatively high flow rate soft water to the demand destination than before.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state in which a training system according to Embodiment 1 of the present invention is installed.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a training system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a principle of removing ions in the CDI method.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a principle of reproducing an electrode in a CDI method.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a storage unit of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a process in which soft water is supplied in a softening system according to Embodiment 1 of the present invention when a flow rate of water supplied to a demand destination is equal to or less than a reference flow rate.
  • FIG. 7 and 8 are conceptual views illustrating a process of supplying soft water in the softening system according to the first embodiment of the present invention when the flow rate of water supplied to the demand destination is greater than the reference flow rate.
  • Example 9 is a conceptual diagram illustrating a process of supplying soft water in a softening system according to Example 1 of the present invention when the amount of ionic material included in raw water is less than or equal to a reference amount.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a process of removing ionic substances from soft water stored in a storage unit in a soft water system according to Embodiment 1 of the present invention when supply of water to a demand destination is stopped.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a process of regenerating the filter unit in the softening system according to the first embodiment of the present invention when the supply of water to the demand destination is stopped.
  • FIG. 12 is a configuration diagram showing a training system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a process of supplying soft water in a softening system according to Embodiment 2 when a flow rate of water supplied to a demand destination is equal to or less than a reference flow rate.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a process in which soft water is supplied in a softening system according to Embodiment 2 of the present invention when the flow rate of water supplied to the demand destination is greater than the reference flow rate.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating a process of removing ionic substances from soft water stored in a storage unit in a soft water system according to Embodiment 2 of the present invention when supply of water to a demand destination is stopped.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a process of regenerating a filter unit in a softening system according to a second exemplary embodiment of the present invention when supply of water to a demand destination is stopped.
  • FIGS. 1 and 2 are conceptual diagram showing a state in which a training system according to Embodiment 1 of the present invention is installed.
  • 2 is a configuration diagram showing a training system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a training system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • raw water such as tap water is supplied to the demand destination 20 along the main flow path 10.
  • the customer 20 may be a normal home.
  • the softening system 1 according to the first embodiment of the present invention is connected to the main flow path 10, and removes at least a portion of the ionic material contained in the raw water supplied through the main flow path (10). Therefore, the soft water containing less ionic substances than the raw water is discharged from the soft water system 1 and supplied to the demand source 20.
  • the softening system 1 provided at the front end of the raw water inlet of the demand source 20 to remove ionic substances in all the raw water supplied to the demand source 20 is called a Point Of Entry (POE) softening system.
  • the training system 1 according to Embodiment 1 may be a POE training system.
  • the softening system 1 includes a filter unit 200 and a storage unit 300.
  • the softening system 1 of the present embodiment may include a first supply line 410, a second supply line 420, a first discharge line 430, a drain line 440, and a branch line 435 to form a flow path. It may further include a second discharge line 450 and the recovery line 460.
  • the softening system 1 includes a filter unit 200 and The storage unit 300 is included.
  • the raw water flowing along the main flow path 10 may be discharged as the first soft water through the filter unit 200, and may be directly supplied to the demand destination 20 or may be supplied to the storage unit.
  • the raw water may be discharged as the second soft water from the storage unit 300 and supplied to the demand destination 20. That is, at least one of the first training and the second training may be supplied to the demand destination 20.
  • the filter unit 200 and the storage unit 300 will be described in more detail below.
  • the first supply line 410 refers to a line for supplying raw water to the front end of the filter unit 200 in the main flow path 10.
  • the filter unit 200 may include a plurality of filter modules 200a and 200b as described below.
  • the first supply line 410 may include a plurality of filter modules 200a and 200b to supply raw water to the respective filter modules 200a and 200b. Can be branched into lines.
  • the main flow path 10 may be provided with a main valve 610, and raw water may or may not be supplied to the soft water system 1 according to opening and closing of the main valve 610.
  • the second supply line 420 refers to a line branched from the first supply line 410 or the main flow path 10 to supply raw water to the storage 300.
  • the second supply line 420 may be provided with a second supply valve 620, and raw water may or may not be supplied to the storage 300 according to opening and closing of the second supply valve 620.
  • the first discharge line 430 refers to a line for guiding the water discharged from the filter unit 200 to the demand destination 20, and the drain line 440 to drain the water discharged from the filter unit 200 to the outside. It refers to a line branched from the first discharge line 430 to the outside.
  • the first discharge line 430 may also include a plurality of lines 430a and 430b connected to the plurality of filter modules 200a and 200b, and the plurality of lines may be combined into one line and guided to the demand destination.
  • the drain line 440 may also be provided to branch from each of the plurality of first discharge lines 430a and 430b connected to the plurality of filter modules 200a and 200b.
  • a first discharge valve 630 is provided at a downstream end of the first discharge line 430, and water flowing along the first discharge line 430 according to the opening and closing of the first discharge valve 630 is provided to the demand source 20. May or may not be supplied.
  • a three-way valve is provided as the drain valve 640, so that the drain valve 640 is opened toward the demand destination 20 or toward the drain line 440. By doing so, the direction of the water discharged from the filter unit 200 can be determined.
  • the drain valve 640 does not necessarily need to be a three-way valve, and a valve for opening and closing the plurality of drain lines 440a and 440b may be used.
  • the branch line 435 refers to a line branched from the first discharge line 430 and connected to the storage unit 300. At the point where the first discharge line 430 and the branch line 435 meet, a three-way valve is provided as the branch valve 635, and the branch valve 635 is opened toward the demand destination 20 or opened toward the storage 300. By doing so, the supply direction of the first soft water discharged from the filter unit 200 can be determined.
  • the branch valve 635 does not necessarily need to be a three-way valve, and valves for opening and closing the first discharge line 430 and the branch line 435 may be provided to play the same role.
  • the second discharge line 450 refers to a line connected from the storage 300 to the first discharge line 430.
  • a discharge pump 750 is provided in the second discharge line 450 so that the second soft water may be discharged from the storage unit 300 by the operation of the discharge pump 750.
  • the second soft water may be discharged.
  • the discharge pump 750 may not necessarily operate.
  • the recovery line 460 refers to a line connected to the first supply line 410 in the storage 300. As shown in FIG. 2, the recovery line 460 may be provided to branch from the second discharge line 450, and may be provided separately from the second discharge line 450 to store the storage unit 300 and the first supply line. 410 may be connected.
  • the recovery line 460 is provided with a recovery valve 660, and when the recovery line 460 is branched from the second discharge line 450, the discharged from the storage unit 300 is opened according to the opening and closing of the recovery valve 660. Second soft water may be supplied to the recovery line 460 or the second discharge line 450.
  • the first discharge valve 630 may be provided on the downstream side of the first discharge line 430 than the point where the first discharge line 430 and the second discharge line 450 meet. Therefore, the branch valve 635 is closed in the direction toward the demand source 20, the first discharge valve 630 is also closed, and when the recovery valve 660 is open, the second soft water discharged from the storage unit 300. May flow to the recovery line 460.
  • a flow rate sensor 720 is provided on the downstream side of the first discharge line 430 than a point where the first discharge line 430 and the second discharge line 450 meet, and the flow rate sensor 720 is the demand source 20. The flow rate of the water supplied to the can be measured.
  • a filter for removing physical foreign substances such as rust may be provided.
  • a filter may be a carbon filter.
  • the filter provided in the main flow path 10 prevents physical foreign matters contained in the raw water from being supplied to the soft water system 1, and the filter provided at the rear end of the soft water system 1 requires the physical foreign matters contained in the soft water to be demanded (20). Can be prevented from being supplied.
  • the filter unit 200 receives water derived from raw water, removes ionic substances contained in the supplied water, and discharges the first soft water containing less ionic substances than the supplied water.
  • the water derived from the raw water may include both water directly supplied from the main flow path 10 and water discharged to the filter unit 200 by being supplied from the main flow path 10 by the storage 300 to be described later. have.
  • the filter unit 200 removes ionic substances in water derived from raw water based on electrical force. More specifically, there is an electric deionization method among the methods of removing the ionic material. When a DC voltage is applied to the charged particles in the electrolyte, the positive charged particles move to the negative electrode, and the negative charged particles move to the positive electrode. This is called electrophoresis. Electrodeionization is a method of selectively absorbing or moving ions (ionic materials) in water through electrodes or ion exchange membranes based on the principle of electrophoresis.
  • Examples of electric deionization include electrodialysis (ED), electro deionization (EDI), continuous electro deionization (CEDI), and capacitive deionization (CDI).
  • the ED filter unit includes an electrode and an ion exchange membrane.
  • the EDI filter unit includes an electrode, an ion exchange membrane, and an ion exchange resin.
  • the CDI filter unit does not include an ion exchange membrane or an ion exchange resin.
  • the filter unit 200 may remove the ionic material by the capacitive deionization (CDI) method among the electric deionization methods.
  • the CDI method is a method of removing ions using the principle that ions (or ionic materials) are adsorbed and desorbed on the surface of an electrode by an electric force.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a principle of removing ions in the CDI method.
  • 4 is a conceptual diagram illustrating a principle of reproducing an electrode in a CDI method.
  • FIG. 3 when water containing ions passes between the electrodes while the voltage is applied to the electrode, the anion moves to the anode, and the cation moves to the cathode. That is, adsorption occurs. Such adsorption can remove ions in water.
  • a mode in which the filter unit (filter module) removes ions (ionic substances) in water passing through the filter unit through the electrode is called a removal mode below.
  • the adsorption capacity of the electrode is limited. Therefore, if adsorption is continued, the electrode is in a state in which no more ions can be adsorbed. To prevent this, it is necessary to desorb the ions adsorbed on the electrode to regenerate the electrode. To this end, as shown in FIG. 4, an opposite voltage to that of the removal mode may be applied or no voltage may be applied to the electrode. In this way, the mode in which the filter unit (filter module) regenerates the electrode is hereinafter referred to as regeneration mode.
  • the regeneration mode may be performed before or after the elimination mode, and the time interval between the regeneration mode and the elimination mode may be variously set.
  • the filter unit 200 of the softening system 1 may include a plurality of filter modules 200a and 200b as shown in FIG. 2.
  • the plurality of filter modules 200a and 200b may be provided in parallel such that inlets for water supply are connected to inlets, and outlets for water discharge are connected to outlets.
  • Each of the plurality of filter modules 200a and 200b may selectively perform any one of a removal mode and a regeneration mode.
  • the number of filter modules provided in parallel is not particularly limited.
  • each of the plurality of filter modules 200a and 200b may be controlled to have a longer time for performing the removal mode than a time for performing the regeneration mode. Accordingly, the flow rate of the first soft water discharged from the filter unit 200 may increase.
  • the amount of power supplied to the electrode in the regeneration mode to be greater than the amount of power supplied to the electrode in the regeneration mode, the electrode can be sufficiently regenerated in the regeneration mode for a relatively short time. .
  • the filter unit 200 since the filter unit 200 removes the ionic material while performing the regeneration mode and the removal mode, the soft water is continuously maintained as in the soft water system using the conventional ion exchange resin. The inconvenience of having to supply can be eliminated.
  • the first soft water discharged from the filter unit 200 does not contain salt, the first soft water may be used as drinking water, and the water discharged when the filter unit 200 performs the regeneration mode may include only ions. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of environmental pollution according to the waste water as in the conventional soft water system.
  • the softening system 1 according to the first embodiment of the present invention is a POE softening system, it is necessary to process a large amount of raw water, and for this purpose, the softening system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • a storage unit 300 includes a storage unit 300.
  • the storage unit 300 is provided in the main body 310 having the storage space 310a, the water supply ports 301 and 302 provided in the main body 310, and the storage space 310a to supply water to the storage space 310a. It may include a water outlet 309 provided in the main body 310 to discharge the stored soft water to the outside of the main body 310.
  • the storage unit 300 receives and stores the first soft water from the filter unit 200 and discharges the second soft water derived from the first soft water.
  • raw water may also be supplied to the storage 300.
  • the first soft water or raw water may be supplied to the inside of the main body 310 through the water inlets 301 and 302, and the second soft water may be discharged to the outside of the main body 310 through the outlet 309 so that the demand source 20 may be discharged. Can be supplied.
  • the second soft water may be supplied to the demand source 20
  • more soft water may be supplied to the demand source 20 than when only the first soft water discharged through the filter unit 200 is supplied to the demand source 20.
  • the storage unit 300 may serve to assist the filter unit 200 when supply of a flow rate that is difficult to accommodate in the filter unit 200 is required.
  • the supplemental water is supplied to the storage space 310a through the water supply ports 301 and 302 and stored in the storage 300. It is necessary to maintain this volume at all times. This is especially true when the reservoir 300 is a closed tank.
  • the storage unit 300 may further include a partition 320 that partitions the storage space 310a. Can be.
  • the partition 320 is a configuration for partitioning the storage space 310a.
  • the replenishment water is supplied through the water inlets 301 and 302.
  • replenishment water may interfere with the flow toward the outlet 309. That is, the supplementary water and the soft water can be prevented from easily mixing, and the soft water originally stored in the water outlet 309 can be discharged first.
  • the partition 320 may include a partition plate 321 for partitioning the storage space 310a.
  • the partition plate 321 may be formed to extend in the extending direction.
  • the extension direction means a direction crossing the direction from the water inlets 301 and 302 toward the water outlet 309, and the partition plate 321 extends along the extension direction, so that the replenishment water is supplied from the water inlets 301 and 302. May impede flow towards the outlet 309.
  • the partition plate 321 may be provided on the inner surface of the main body 310 by providing a plurality of spaced apart from the water supply port (301, 302) toward the water outlet (309).
  • a plurality of partition plates 321 are provided to be spaced apart along the direction from the water inlets 301 and 302 toward the water outlet 309, so that the flow of hard water from the water inlets 301 and 302 toward the water outlet 309 is more certain. Can interfere.
  • the plurality of partition plates 321 may prevent mixing of supplemental water and soft water, but may not completely block the flow of water, and thus may include partition flow passages 321a for flowing water.
  • the plurality of partition plates 321 may be installed on the inner surface of the main body 310 so that the ends along the extending direction are spaced apart from the inner surface of the main body 310. That is, the partition flow passage 321a may be formed between the distal end and the inner surface of the partition plate 321. Alternatively, the partition flow passage 321a may be formed to penetrate the partition plate 321.
  • whether to supply only the first training to the demand source 20, only the second training to the demand source 20, may be selectively determined depending on the case to supply the first and second training together to the demand destination 20. . More specifically, based on at least one of the supply flow rate which is the flow rate of the water supplied to the demand source 20 and the amount of the ionic substance contained in the raw water, only the first soft water is supplied to the demand source 20, or only the second soft water is demanded The first soft water and the second soft water may be supplied to the demand source 20 together.
  • the supply flow rate which is the flow rate of the water supplied to the demand source 20 and the amount of the ionic substance contained in the raw water
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a process in which soft water is supplied in a softening system according to Embodiment 1 of the present invention when a flow rate of water supplied to a demand destination is equal to or less than a reference flow rate.
  • a line indicated by a thick line means a line in which water flows
  • a line indicated by a dotted line means a line in which water does not flow.
  • the reference flow rate is a value less than or equal to the maximum flow rate that the filter unit 200 can accommodate, and means a preset value.
  • the filter unit 200 may be set to about 80% of the maximum flow rate that can be accommodated.
  • the supply flow rate may be measured by the flow rate sensor 720.
  • the flow rate that the filter unit 200 can accommodate is limited, if the supply flow rate is too large, soft water that is not sufficiently removed from the ionic material may be supplied to the demand source 20. However, when the supply flow rate is less than or equal to the reference flow rate, since the filter unit 200 can sufficiently accommodate the supplied raw water, the second soft water discharged from the storage unit 300 is not supplied to the demand source 20, but only the first soft water is required. 20 may be supplied.
  • the softening system 1 may further include a control unit (not shown) for controlling the operation of the softening system 1, such as the above-described valve, pump, the control unit as follows
  • the softening system 1 may be controlled to allow water to flow as shown in FIG. 6.
  • the filter part discharge water refers to water discharged from the filter part, for example, the first soft water.
  • FIG. 7 and 8 are conceptual views illustrating a process of supplying soft water in the softening system according to the first embodiment of the present invention when the flow rate of water supplied to the demand destination is greater than the reference flow rate.
  • the removal rate of the filter unit 200 that is, the ionicity passing through the filter unit 200.
  • the ratio of the amount of the ionic material removed from the filter unit 200 to the amount of the material may be reduced. Therefore, when only the first soft water is supplied to the demand source 20, the soft water having sufficiently removed the ionic material may not be supplied to the demand source 20, so only the second soft water is supplied to the demand source 20, or the first soft water and the second soft water are supplied to the demand source 20.
  • the soft water can be supplied to the demand source 20 together.
  • the first supply line 410 when the supply flow rate exceeds the reference flow rate, it may be difficult for the first supply line 410 to fully accommodate the supply flow rate, so that some of the raw water supplied from the main flow path 10 is supplied to the filter unit 200. The rest may be supplied to the storage 300.
  • two flow rates may be supplied from the main flow passage 10, and only 10,000 of them may be supplied to the first supply line 410.
  • One of the flow rates may be supplied to the first supply line 410 and the remaining one to the second supply line 420. Accordingly, in the case of FIG. 7, two flow rates may be supplied to the demand destination 20.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a process of supplying the first training station and the second training station to the demand destination 20 together.
  • some of the raw water supplied from the main flow path 10 may be supplied to the filter unit 200, and the others may be supplied to the storage unit 300.
  • the first soft water discharged from the filter unit 200 is supplied to the demand source 20, and the raw water supplied to the storage unit 300 is mixed with the soft water stored in the storage unit 300 to form a second soft water.
  • the second soft water may be discharged from the storage 300 and supplied to the demand destination 20.
  • the above-described partition unit 320 may be provided in the storage space 310a of the storage unit 300 so that the soft water previously stored in the storage unit 300 is preferentially supplied to the demand destination 20.
  • the controller may control the softening system 1 to allow water to flow as shown in FIG. 7.
  • At least one of the plurality of filter modules may perform the removal mode so that the first soft water is continuously supplied to the demand source 20.
  • the filter module 200a enters the removal mode and the filter module 200b. Can perform the playback mode.
  • the plurality of filter modules may alternately perform the removal mode together and perform the regeneration mode together.
  • the filter module performs the removal mode
  • the supply flow rate decreases during operation of the softening system 1
  • the raw water does not need to be supplied to the storage through the second supply line 420.
  • the discharge pump 750 since the second soft water may be discharged by the pressure of the first soft water or the raw water supplied to the storage 300, the discharge pump 750 does not necessarily need to be operated. However, for example, when water is not sufficiently discharged from the storage unit 300 using only these pressures, the discharge pump 750 may be operated.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a process of supplying only the second training to the demand destination 20.
  • some of the raw water supplied from the main flow path 10 is supplied to the filter unit 200, and others are supplied to the storage unit 300, and the first discharged from the filter unit 200. All of the soft water may be supplied to the storage 300.
  • the raw water and the first soft water supplied to the storage 300 may be mixed with the soft water stored in the storage 300 to form a second soft water, and only the second soft water may be supplied to the demand destination 20.
  • the controller may control the softening system 1 to allow water to flow as shown in FIG. 8.
  • the plurality of filter modules may alternately perform the removal mode and the reproduction mode together, or at least one of the plurality of filter modules may perform the removal mode.
  • the plurality of filter modules may alternately perform the removal mode and the reproduction mode together, or at least one of the plurality of filter modules may perform the removal mode.
  • at least one of the filter modules is simpler than the removal mode. The durability of can be improved.
  • Example 9 is a conceptual diagram illustrating a process of supplying soft water in a softening system according to Example 1 of the present invention when the amount of ionic material included in raw water is less than or equal to a reference amount.
  • the amount of the ionic material included in the raw water is less than the reference amount, as shown in FIG. 9, all of the raw water supplied from the main flow path 10 is supplied to the filter unit 200 and discharged from the filter unit 200. All of the first soft water may be supplied to the storage 300. The first soft water supplied to the storage 300 and the soft water stored in the storage 300 may be mixed to form a second soft water, and only the second soft water may be supplied to the demand destination 20.
  • the reference amount is a quantity set in advance and input to the controller, and means the amount of ionic substances contained in the raw water when the hardness of the raw water is about 75 ppm to 80 ppm, or when the TDS (total dissolved solids) of the raw water is 120 ppm to 139 ppm. do.
  • the amount of the ionic substance contained in the raw water is small, the amount of the ionic substance to be removed from the filter portion is also reduced, so that the filter portion can be filtered for more flow rate.
  • the high TDS (total dissolved solids) of the water may mean that there are many ionic substances in the water. That is, the amount of the ionic substance included in the water may be estimated based on the TDS of the water, and a sensor (not shown) for measuring the TDS of the raw water may be provided for this purpose.
  • the controller may control the softening system 1 to allow water to flow as shown in FIG. 9. Since all the raw water supplied to the filter unit 200 is supplied to the storage unit 300, since the second soft water may be discharged from the storage unit 300 at the pressure, the pump may not operate.
  • the ionic material included in the raw water or the ionic material not removed from the filter 200 may be supplied to the storage 300. Ionic materials may gradually accumulate in the soft water stored in the unit 300.
  • the amount of the ionic material contained in the soft water supplied to the demand destination 20 may be set in advance to be below a certain reference value, the amount of the ionic material in the soft water stored in the storage unit 300 increases, the storage unit If the amount of the ionic material contained in the second soft water exceeds the preset reference value when the second soft water discharged from the 300 is supplied to the demand source 20, then the ionicity in the soft water stored in the storage 300 is then stored. It can be determined that the amount of the substance exceeds the limit.
  • the controller may inform the user that the amount of the ionic material in the soft water stored in the storage 300 has exceeded the limit.
  • the storage unit 300 may be provided with a TDS sensor 710 for measuring the TDS of the soft water stored in the storage unit 300, the control unit in the storage unit 300 through the TDS sensor 710. By measuring the TDS of the stored soft water, it may be determined whether the amount of the ionic substance in the soft water stored in the storage 300 has exceeded the threshold amount.
  • the control to remove the ionic substance contained in the soft water stored in the storage unit 300 may be performed.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a process of removing ionic substances from soft water stored in a storage unit in a soft water system according to Embodiment 1 of the present invention when supply of water to a demand destination is stopped.
  • the filter unit 200 may circulate between the storage unit 300 and the filter unit 200.
  • the controller may control the softening system 1 to allow water to flow as shown in FIG. 10.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a process of regenerating the filter unit in the softening system according to the first embodiment of the present invention when the supply of water to the demand destination is stopped.
  • the raw water supplied through the first supply line 410 passes through the filter unit 200 and the filter unit ( Along with the ionic material desorbed from the electrode of the 200 may be drained to the outside through the first discharge line 430 and the drain line 440.
  • the controller may control the softening system 1 to allow water to flow as shown in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a configuration diagram showing a training system according to a second embodiment of the present invention.
  • the softening system according to the second exemplary embodiment of the present invention is different from the softening system according to the first exemplary embodiment in that the branching line and the recovery line are not provided and the second drainage line is further provided.
  • the same or equivalent reference numerals are given to the same or substantial configuration as that of the training system according to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the softening system 2 includes a filter unit 200, a storage unit 300, a first supply line 410, a second supply line 420, and a first supply unit. It may include a discharge line 430, a first drain line 440, a second drain line 470 and a second discharge line 450.
  • the first supply line 410 refers to a line for supplying raw water to the front end of the filter unit 200 in the main flow path 10.
  • the first supply line 410 may be branched into a plurality of lines to supply raw water to the respective filter modules 200a and 200b.
  • the main passage 10 is provided with a main valve 610, and raw water may or may not be supplied to the softening system 2 according to opening and closing of the main valve 610.
  • the second supply line 420 refers to a line branched from the first supply line 410 or the main flow path 10 to supply raw water to the storage 300.
  • the second supply line 420 may be provided with a second supply valve 620, and raw water may or may not be supplied to the storage 300 according to opening and closing of the second supply valve 620.
  • the first discharge line 430 refers to a line for guiding the water discharged from the filter unit 200 to the demand destination 20, and the first drain line 440 drains the water discharged from the filter unit 200 to the outside.
  • the first discharge line 430 may also include a plurality of lines connected to the plurality of filter modules 200a and 200b, and the plurality of lines may be combined into one line.
  • the first drain line 440 may also be provided to branch from each of the plurality of first discharge lines 430a and 430b connected to the plurality of filter modules 200a and 200b.
  • a first discharge valve 630 is provided at a downstream end of the first discharge line 430, and water flowing along the first discharge line 430 according to the opening and closing of the first discharge valve 630 is provided to the demand source 20. May or may not be supplied.
  • a three-way valve is provided as the first drain valve 640 so that the first drain valve 640 is opened toward the customer 20 or the first drain valve 640 is provided.
  • the direction of the water discharged from the filter unit 200 may be determined.
  • the second drain line 470 refers to a line branched from the first supply line 410 and connected to the first drain line 440. At the point where the first supply line 410 and the second drain line 470 meet, a three-way valve is provided as the second drain valve 670 so that the second drain valve 670 opens toward the filter unit 200 or the second drain valve 670. By opening toward the drain line 470, the flow direction of water flowing through the first supply passage can be determined.
  • the second discharge line 450 refers to a line connected from the storage 300 to the first discharge line 430.
  • a discharge pump 750 is provided in the second discharge line 450 so that the second soft water may be discharged from the storage unit 300 by the operation of the discharge pump 750.
  • Example 1 a process of flowing water according to each case will be described in more detail.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a process of supplying soft water in a softening system according to Embodiment 2 when a flow rate of water supplied to a demand destination is equal to or less than a reference flow rate.
  • the flow rate of the water supplied to the demand destination 20 that is, the supply flow rate is equal to or less than the reference flow rate
  • all of the raw water supplied from the main flow path 10 is supplied to the filter unit 200 and is discharged from the filter unit 200. Only soft water may be supplied to the demand source 20.
  • the controller may control the softening system 2 to allow water to flow as shown in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a process in which soft water is supplied in a softening system according to Embodiment 2 of the present invention when the flow rate of water supplied to the demand destination is greater than the reference flow rate.
  • the supply flow rate exceeds the reference flow rate, particularly when the supply flow rate exceeds the maximum flow rate that the filter unit 200 can accommodate, only the first soft water is supplied to the demand source 20 so that the ionic material is sufficiently removed. May not be supplied to the demand source 20, the first and second training may be supplied to the demand source 20 together.
  • some of the raw water supplied from the main flow path 10 may be supplied to the filter unit 200, and the rest of the raw water may be supplied to the storage unit 300.
  • the first soft water discharged from the filter unit 200 is supplied to the demand source 20, and the raw water supplied to the storage unit 300 is mixed with the soft water stored in the storage unit 300 to form a second soft water.
  • the second soft water may be discharged from the storage 300 and supplied to the demand destination 20.
  • the controller may control the softening system 2 to allow water to flow as shown in FIG. 14.
  • At least one of the plurality of filter modules may perform the removal mode so that the first soft water is continuously supplied to the demand destination 20.
  • the control may be performed to remove the ionic material contained in the soft water stored in the storage unit 300. That is, the ionic material is removed through the filter unit 200 while circulating the soft water stored in the storage unit 300 between the filter unit 200 and the storage unit 300, so that the soft water stored in the storage unit 300 is higher. It can be made to contain a small amount of ionic material.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating a process of removing ionic substances from soft water stored in a storage unit in a soft water system according to Embodiment 2 of the present invention when supply of water to a demand destination is stopped.
  • the soft water stored in the storage 300 is stored in the second discharge line 450, the first discharge line 430, and the filter unit. It passes sequentially through the 200, the first supply line 410 and the second supply line 420 may be circulated between the storage unit 300 and the filter unit (200).
  • the controller may control the softening system 2 to allow water to flow as shown in FIG. 15.
  • Below the reservoir discharge water refers to water discharged from the reservoir, for example second soft water.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a process of regenerating a filter unit in a softening system according to a second exemplary embodiment of the present invention when supply of water to a demand destination is stopped.
  • the raw water is supplied to the storage 300 through the second supply line 420 and stored in the storage 300.
  • Soft water is supplied to the filter unit 200 through the second discharge line 450 and the first discharge line 430, passes through the filter unit 200, and with the ionic material desorbed from the electrode of the filter unit 200.
  • the first supply line 410 may be discharged. And it may be drained to the outside through the second drain line 470 and the first drain line 440.
  • the controller may control the softening system 2 to allow water to flow as shown in FIG. 16.
  • the present invention is not limited to this control method, and the controller may form a flow path as shown in FIG. 11 to regenerate the filter module. That is, the raw water supplied from the main flow path 10 to the first supply line 410 passes through the filter unit 200 and the first discharge line 430 together with the ionic material desorbed from the electrode of the filter unit 200. And it may be drained to the outside through the drain line 440. The second drain line 470 is unnecessary for such control.

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Abstract

수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로에 연결되고, 메인 유로를 통해 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 제거하여, 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 수요처로 공급하기 위한 연수 시스템은, 원수에서 유래하는 물을 공급받고, 공급받은 물 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 기초해서 제거하여, 공급받은 물보다 이온성 물질을 적게 포함하는 제1 연수를 배출하는 필터부; 및 필터부로부터 제1 연수를 공급받아 저장하고, 저장된 제1 연수에서 유래하는 제2 연수를 배출하는 저장부를 포함하며, 제1 연수 및 제2 연수 중의 적어도 어느 하나가 수요처로 공급된다.

Description

연수 시스템
본 발명은 연수 시스템에 관한 것이다.
일반적인 수돗물에는 칼슘 이온(Ca2+)이나 마그네슘 이온(Mg2+) 등의 이온성 물질이 포함되어 있다. 이온성 물질을 포함하는 물은 피부나 섬유에 손상을 일으킬 수 있다. 또한, 칼슘 이온(Ca2+)은 열에 의해 탄산 칼슘(CaCO3)으로 석출될 수 있으며, 석출된 탄산 칼슘(CaCO3)은 물이 유동하는 파이프 등에 고착될 수 있다. 이와 같은 고착으로 인해 파이프 등에는 균열(크랙)이 발생할 수 있다.
따라서 이온성 물질을 포함하는 물에서 이온성 물질을 제거하는 연수 시스템이 사용되고 있다. 종래에는 이온교환수지를 활용하여 이온성 물질을 제거하는 연수 시스템이 사용되었는데, 종래의 연수 시스템은 작동을 위해 소금을 지속적으로 보충해주어야 하고, 이에 따라 이온성 물질이 제거된 물에 소금이 포함되어 식수로 사용하기는 어려운 문제가 있었다. 또한, 이온성 물질이 제거된 후 버려지는 폐수는 환경 오염을 야기하는 문제도 있었다.
본 발명의 일 과제는 전술한 문제들 중 적어도 어느 하나를 해결할 수 있는 연수 시스템을 제공하는 것이다.
일 예에서, 수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로에 연결되고, 메인 유로를 통해 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 제거하여, 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 수요처로 공급하기 위한 연수 시스템은, 원수에서 유래하는 물을 공급받고, 공급받은 물 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 기초해서 제거하여, 공급받은 물보다 이온성 물질을 적게 포함하는 제1 연수를 배출하는 필터부; 및 필터부로부터 제1 연수를 공급받아 저장하고, 저장된 제1 연수에서 유래하는 제2 연수를 배출하는 저장부를 포함하며, 제1 연수 및 제2 연수 중의 적어도 어느 하나가 수요처로 공급된다.
본 발명에 의하면 전기적인 힘에 기초해서 이온성 물질을 제거하기 때문에 소금을 지속적으로 공급해야 하는 종래의 연수 시스템에 비해 편리할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 필요에 따라 저장부에 저장된 연수도 수요처에 공급할 수 있으므로, 종래보다 상대적으로 많은 유량의 연수를 수요처로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템이 설치된 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 CDI 방식에서 이온이 제거되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다.
도 4는 CDI 방식에서 전극이 재생되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 저장부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 이하일 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 7 및 도 8은 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 초과일 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 9는 원수에 포함된 이온성 물질의 양이 기준량 이하일 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 10은 수요처로 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 저장부에 저장된 연수에서 이온성 물질을 제거하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 11은 수요처로 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 필터부를 재생시키는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 13은 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 이하일 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 14는 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 초과일 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 15는 수요처에 대한 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 저장부에 저장된 연수에서 이온성 물질을 제거하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 16은 수요처에 대한 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 필터부를 재생시키는 과정을 나타내는 개념도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템이 설치된 상태를 나타내는 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템을 나타내는 구성도이다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 수돗물 등의 원수는 메인 유로(10)를 따라 수요처(20)로 공급된다. 수요처(20)는 통상의 가정집일 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 메인 유로(10)에 연결되고, 메인 유로(10)를 통해 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 제거한다. 따라서 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수가 연수 시스템(1)에서 배출되어 수요처(20)로 공급된다.
이와 같이, 수요처(20)의 원수 유입구보다 전단에 마련되어, 수요처(20)로 공급되는 모든 원수 중의 이온성 물질을 제거하는 연수 시스템(1)을 Point Of Entry(POE) 연수 시스템이라고 하며, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 POE 연수 시스템일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 필터부(200)와 저장부(300)를 포함한다. 그리고 본 실시예의 연수 시스템(1)은 유로 형성을 위해, 제1 공급라인(410), 제2 공급라인(420), 제1 배출라인(430), 배수라인(440), 분기라인(435), 제2 배출라인(450) 및 회수라인(460)을 더 포함할 수 있다.
POE 연수 시스템은 수요처로 공급되는 모든 원수를 처리할 필요가 있기 때문에 상대적으로 많은 유량의 원수를 처리해야 하며, 이를 위해 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 필터부(200)와 저장부(300)를 포함한다. 메인 유로(10)를 따라 유동하던 원수는 필터부(200)를 통해 제1 연수로 배출되어 수요처(20)로 직접 공급되거나 저장부로 공급될 수 있다. 또는 원수가 저장부(300)로 공급된 후, 저장부(300)에서 제2 연수로 배출되어 수요처(20)로 공급될 수 있다. 즉, 제1 연수 및 제2 연수 중의 적어도 어느 하나가 수요처(20)로 공급될 수 있다. 필터부(200)와 저장부(300)에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
제1 공급라인(410)은 원수를 메인 유로(10)에서 필터부(200)의 전단으로 공급하는 라인을 말한다. 필터부(200)는 후술하는 바와 같이 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)을 포함할 수 있는데, 제1 공급라인(410)은 각각의 필터모듈(200a, 200b)로 원수를 공급하기 위해 복수 개의 라인으로 분기될 수 있다. 메인 유로(10)에는 메인밸브(610)가 마련되고, 메인밸브(610)의 개폐에 따라 원수가 연수 시스템(1)으로 공급되거나 공급되지 않을 수 있다.
제2 공급라인(420)은 제1 공급라인(410) 또는 메인 유로(10)에서 분기되어 원수를 저장부(300)로 공급하는 라인을 말한다. 제2 공급라인(420)에는 제2 공급밸브(620)가 마련되고, 제2 공급밸브(620)의 개폐에 따라 원수가 저장부(300)로 공급되거나 공급되지 않을 수 있다.
제1 배출라인(430)은 필터부(200)에서 배출된 물을 수요처(20)로 안내하는 라인을 말하고, 배수라인(440)은 필터부(200)에서 배출된 물을 외부로 배수하기 위해 제1 배출라인(430)에서 분기되어 외부로 통하는 라인을 말한다. 제1 배출라인(430) 역시 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)에 연결된 복수 개의 라인들(430a, 430b)을 포함할 수 있고, 복수 개의 라인들이 하나의 라인으로 합쳐져 수요처로 안내될 수 있다. 그리고 배수라인(440) 역시 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)에 연결된 복수 개의 제1 배출라인(430a, 430b) 각각으로부터 분기되도록 마련될 수 있다.
제1 배출라인(430)의 하류 측 말단에는 제1 배출밸브(630)가 마련되고, 제1 배출밸브(630)의 개폐에 따라 제1 배출라인(430)을 따라 유동하는 물이 수요처(20)로 공급되거나 공급되지 않을 수 있다.
제1 배출라인(430)과 배수라인(440)이 만나는 지점에는 배수밸브(640)로서 삼방밸브가 마련되어, 배수밸브(640)가 수요처(20)를 향해 개방되거나 배수라인(440)을 향해 개방되는 것에 의해, 필터부(200)에서 배출되는 물의 방향이 결정될 수 있다. 그러나 배수밸브(640)가 반드시 삼방밸브일 필요는 없고, 복수 개의 배수라인(440a, 440b)들을 각각 개폐하는 밸브가 사용될 수도 있다.
분기라인(435)은 제1 배출라인(430)에서 분기되어 저장부(300)로 연결되는 라인을 말한다. 제1 배출라인(430)과 분기라인(435)이 만나는 지점에는 분기밸브(635)로서 삼방밸브가 마련되어, 분기밸브(635)가 수요처(20)를 향해 개방되거나 저장부(300)를 향해 개방되는 것에 의해, 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수의 공급 방향이 결정될 수 있다. 그러나 분기밸브(635)가 반드시 삼방밸브일 필요는 없고, 제1 배출라인(430)과 분기라인(435)을 개폐하는 밸브가 각각 마련되어 동일한 역할을 할 수도 있다.
제2 배출라인(450)은 저장부(300)에서 제1 배출라인(430)으로 연결되는 라인을 말한다. 제2 배출라인(450)에는 배출펌프(750)가 마련되어 배출펌프(750)의 작동에 의해 저장부(300)에서 제2 연수가 배출될 수 있다. 다만, 메인 유로(10)를 따라 원수가 공급되어 저장부(300)로 물이 공급되는 경우, 물이 공급되는 압력에 의해 저장부(300)에서 제2 연수가 배출될 수 있으므로, 제2 연수의 배출을 위해 배출펌프(750)가 반드시 작동되지는 않을 수 있다.
회수라인(460)은 저장부(300)에서 제1 공급라인(410)으로 연결되는 라인을 말한다. 도 2에 도시된 것과 같이, 회수라인(460)은 제2 배출라인(450)에서 분기되도록 마련될 수도 있고, 제2 배출라인(450)과는 별도로 마련되어 저장부(300)와 제1 공급라인(410)을 연결할 수도 있다. 회수라인(460)에는 회수밸브(660)가 마련되고, 회수라인(460)이 제2 배출라인(450)에서 분기되는 경우 회수밸브(660)의 개폐에 따라 저장부(300)에서 배출된 제2 연수가 회수라인(460)으로 공급되거나 제2 배출라인(450)으로 공급될 수 있다.
한편, 제1 배출밸브(630)는 제1 배출라인(430)과 제2 배출라인(450)이 만나는 지점보다 제1 배출라인(430)의 하류 측에 마련될 수 있다. 따라서 분기밸브(635)는 수요처(20)를 향하는 방향이 폐쇄되고, 제1 배출밸브(630)도 폐쇄되며, 회수밸브(660)는 개방된 경우, 저장부(300)에서 배출된 제2 연수는 회수라인(460)으로 유동할 수 있다.
또한, 제1 배출라인(430)과 제2 배출라인(450)이 만나는 지점보다 제1 배출라인(430)의 하류 측에는 유량 센서(720)가 마련되고, 유량 센서(720)는 수요처(20)로 공급되는 물의 유량을 측정할 수 있다.
또한, 연수 시스템(1)의 전단, 즉 메인 유로(10)와 연수 시스템(1)의 후단 중 적어도 어느 하나에는 녹과 같은 물리적 이물질을 제거하는 필터(미도시)가 마련될 수 있다. 이와 같은 필터는 카본 필터일 수 있다. 메인 유로(10)에 마련된 필터는 원수에 포함된 물리적 이물질이 연수 시스템(1)으로 공급되는 것을 방지하고, 연수 시스템(1)의 후단에 마련된 필터는 연수에 포함된 물리적 이물질이 수요처(20)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 필터부(200)와 저장부(300)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
필터부(200)
필터부(200)는 원수에서 유래하는 물을 공급받고, 공급받은 물 중에 포함된 이온성 물질을 제거하여, 공급받은 물보다 이온성 물질을 적게 포함하는 제1 연수를 배출한다. 여기서 원수에서 유래하는 물이란, 메인 유로(10)에서 직접 공급받은 물과, 후술하는 저장부(300)가 메인 유로(10)에서 공급받아 필터부(200)로 배출한 물을 모두 포함할 수 있다.
필터부(200)는 원수에서 유래하는 물 중의 이온성 물질을 전기적인 힘에 기초하여 제거한다. 보다 구체적으로, 이온성 물질을 제거하는 방식 중에 전기 탈이온 방식이 있다. 전해질 중의 하전입자에 직류전압이 작용하면, 양의 하전입자는 음극으로 이동하고, 음의 하전입자는 양극으로 이동한다. 이를 전기영동(electrophoresis)이라 한다. 전기 탈이온 방식은 전기영동의 원리를 바탕으로 전극이나 이온교환막 등을 통해서 물 속의 이온(이온성 물질)을 선택적으로 흡착하거나 이동시켜 제거하는 방식을 말한다.
전기 탈이온 방식에는, ED(Electrodialysis), EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization) 등의 방식이 있다. ED 방식의 필터부는 전극과 이온교환막을 구비한다. 그리고 EDI 방식의 필터부는 전극, 이온교환막 및 이온교환수지를 구비한다. 이에 반해 CDI 방식의 필터부는 이온교환막이나 이온교환수지를 구비하지 않는다.
본 발명의 실시예 1에 따른 필터부(200)는 전기 탈이온 방식 중 축전식 탈이온(CDI) 방식으로 이온성 물질을 제거할 수 있다. CDI 방식은 전기적인 힘에 의해, 전극의 표면에서 이온(또는 이온성 물질)이 흡착되고 탈착되는 원리를 이용하여 이온을 제거하는 방식을 말한다.
도 3은 CDI 방식에서 이온이 제거되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다. 도 4는 CDI 방식에서 전극이 재생되는 원리를 설명하고 있는 개념도이다. 도 3에 도시된 것과 같이, 전극에 전압이 인가된 상태에서, 이온을 포함하는 물이 전극의 사이를 통과하면, 음이온은 양극으로 이동하게 되고, 양이온은 음극으로 이동하게 된다. 즉, 흡착이 일어나게 된다. 이와 같은 흡착으로 물 중에서 이온이 제거될 수 있다. 이와 같이 필터부(필터모듈)가, 필터부를 통과하는 물 중의 이온(이온성 물질)을 전극을 통해 제거하는 모드를 이하에서 제거모드라고 한다.
그런데 전극의 흡착 용량은 제한적이다. 따라서 흡착이 계속되면 전극은 더 이상 이온을 흡착할 수 없는 상태에 이르게 된다. 이를 막기 위해, 전극에 흡착된 이온을 탈착시켜 전극을 재생시킬 필요가 있다. 이를 위해, 도 4에 도시된 것과 같이, 전극에 제거모드 때와는 반대 전압을 인가하거나, 전압을 인가하지 않을 수 있다. 이와 같이 필터부(필터모듈)가 전극을 재생하는 모드를 이하에서 재생모드라 한다. 재생모드는 제거모드의 전이나 후에 수행될 수 있는데, 재생모드와 제거모드 사이의 시간 간격은 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 필터부가 한 쌍의 전극만 가지고 있을 경우, 필터부가 재생모드를 수행할 때에는 필터부에서 제1 연수가 배출되지 못할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)의 필터부(200)는, 도 2에 도시된 것과 같이 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)을 포함할 수 있다. 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)은 물이 공급되는 유입구는 유입구끼리, 물이 배출되는 유출구는 유출구끼리 연통되게 병렬로 마련될 수 있다.
복수 개의 필터모듈(200a, 200b) 각각은 제거모드와 재생모드 중 어느 하나를 선택적으로 수행할 수 있다. 병렬로 마련되는 필터모듈의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
한편, 복수 개의 필터모듈(200a, 200b) 각각은, 재생모드를 수행하는 시간보다 제거모드를 수행하는 시간이 더 길도록 제어될 수도 있다. 이에 따라 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수의 유량이 증가할 수 있다. 그리고 재생모드 시에 전극에 공급하는 전력의 크기가, 제거모드 시에 전극에 공급하는 전력의 크기보다 크도록 제어하는 것에 의해, 상대적으로 짧은 시간 동안의 재생모드 시 전극이 충분히 재생되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은, 필터부(200)가 재생모드와 제거모드를 수행하면서 이온성 물질을 제거하기 때문에 종래의 이온교환수지를 사용한 연수 시스템과 같이 소금을 지속적으로 공급해야 하는 불편을 해소할 수 있다. 또한, 필터부(200)에서 배출된 제1 연수에 소금이 포함되어 있지 않아 제1 연수가 식수로 사용될 수도 있으며, 필터부(200)가 재생모드를 수행할 때 배출되는 물에는 이온만 포함되어 있으므로, 종래의 연수시스템과 같이 폐수에 따른 환경오염이 발생하는 것도 방지할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 POE 연수 시스템이므로, 많은 유량의 원수를 처리할 필요가 있고, 이를 위해 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 저장부(300)를 포함한다.
저장부(300)
도 5는 본 발명의 저장부를 나타내는 사시도이다. 저장부(300)는 저장 공간(310a)을 구비하는 본체(310), 저장 공간(310a)에 물을 공급하기 위해 본체(310)에 마련된 급수구(301, 302) 및 저장 공간(310a)에 저장된 연수를 본체(310)의 외부로 배출하기 위해 본체(310)에 마련된 출수구(309)를 포함할 수 있다.
저장부(300)는 필터부(200)로부터 제1 연수를 공급받아 저장하고, 제1 연수에서 유래하는 제2 연수를 배출한다. 경우에 따라서는 원수도 저장부(300)로 공급될 수 있다. 급수구(301, 302)를 통해 제1 연수 또는 원수가 본체(310)의 내부로 공급될 수 있고, 출수구(309)를 통해 제2 연수가 본체(310)의 외부로 배출되어 수요처(20)로 공급될 수 있다.
제2 연수가 수요처(20)로 공급될 수 있기 때문에, 필터부(200)를 통해 배출되는 제1 연수만 수요처(20)로 공급되는 경우보다 많은 유량의 연수를 수요처(20)로 공급할 수 있다. 즉, 저장부(300)는 필터부(200)에서 수용하기 힘든 유량의 공급이 요구되었을 때, 필터부(200)를 보조하는 역할을 할 수 있다.
한편, 저장 공간(310a)에 저장되어 있던 연수가 출수구(309)를 통해 배출됨에 따라, 급수구(301, 302)를 통해 보충수가 저장 공간(310a)으로 공급되어 저장부(300)에 저장된 물이 항상 일정 부피 이상을 유지하도록 할 필요가 있다. 저장부(300)가 폐쇄형 탱크인 경우 특히 그러하다.
한편, 제2 연수는 제1 연수에서 유래하지만, 경우에 따라서는 저장부(300)에 원수도 보충수로서 공급될 수 있다. 따라서 급수구(301, 302)를 통해 공급된 물이 출수구(309)를 향해 유동하는 것을 방해하기 위해, 저장부(300)는 저장 공간(310a)을 구획하는 구획부(320)를 더 포함할 수 있다.
구획부(320)란, 저장 공간(310a)을 구획하는 구성으로서, 저장 공간(310a)에 저장되어 있던 연수가 출수구(309)를 통해 배출됨에 따라, 보충수가 급수구(301, 302)를 통해 저장 공간(310a)으로 공급될 때, 보충수가 출수구(309)를 향해 유동하는 것을 방해할 수 있다. 즉, 보충수와 연수가 쉽게 혼합되는 것을 방지할 수 있고, 출수구(309)로 원래 저장되어 있던 연수가 먼저 배출되도록 작용할 수 있다.
보다 구체적으로, 구획부(320)는 저장 공간(310a)을 구획하기 위한 구획 플레이트(321)를 포함할 수 있다. 구획 플레이트(321)는 연장 방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 여기서 연장 방향이란 급수구(301, 302)에서 출수구(309)를 향하는 방향을 가로지르는 방향을 의미하며, 구획 플레이트(321)가 연장 방향을 따라 연장됨으로써, 보충수가 급수구(301, 302)에서 출수구(309)를 향해 유동하는 것을 방해할 수 있다.
또한, 구획 플레이트(321)는 급수구(301, 302)에서 출수구(309)를 향하는 방향을 따라 다수 개가 이격되도록 마련되어 본체(310)의 내면에 설치될 수 있다. 다수 개의 구획 플레이트(321)가 급수구(301, 302)에서 출수구(309)를 향하는 방향을 따라 이격되게 마련됨으로써, 급수구(301, 302)에서 출수구(309)를 향하는 경수의 유동을 더욱 확실하게 방해할 수 있다.
한편, 다수 개의 구획 플레이트(321)들은 보충수와 연수가 혼합되는 것은 방지하되, 물이 유동하는 것을 완전히 차단해서는 안되기 때문에, 물이 유동하기 위한 구획 유로(321a)를 각각 구비할 수 있다.
예를 들어, 다수 개의 구획 플레이트(321)들은, 연장 방향에 따른 말단이 본체(310)의 내면과 이격되도록 본체(310)의 내면에 설치될 수 있다. 즉 구획 플레이트(321)의 말단과 내면 사이에 구획 유로(321a)가 형성될 수 있다. 또는 구획 유로(321a)가 구획 플레이트(321)를 관통하게 형성될 수도 있다.
한편, 제1 연수만 수요처(20)로 공급할지, 제2 연수만 수요처(20)로 공급할지, 제1 연수 및 제2 연수를 함께 수요처(20)로 공급할지는 경우에 따라 선택적으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로 수요처(20)로 공급되는 물의 유량인 공급 유량 및 원수에 포함된 이온성 물질의 양 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 제1 연수만 수요처(20)로 공급되거나, 제2 연수만 수요처(20)로 공급되거나, 제1 연수와 제2 연수가 함께 수요처(20)로 공급될 수 있다. 이하에서는 각각의 경우에 따라 물이 유동하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 이하인 경우
도 6은 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 이하일 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다. 이하의 개념도에서 굵은 선으로 표시된 라인은 물이 유동하고 있는 라인을 의미하며, 점선으로 표시된 라인은 물이 유동하고 있지 않은 라인을 의미한다.
수요처(20)로 공급되는 물의 유량, 즉 공급 유량이 기준 유량 이하인 경우, 메인 유로(10)에서 공급되는 원수의 전부가 필터부(200)로 공급되고, 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수만 수요처(20)로 공급될 수 있다. 여기서 기준 유량이란, 필터부(200)가 수용할 수 있는 최대 유량 이하의 값으로서, 기 설정된 값을 의미한다. 예를 들어 필터부(200)가 수용할 수 있는 최대 유량의 80% 정도로 설정될 수 있다. 그리고 공급 유량은 유량 센서(720)가 측정할 수 있다.
필터부(200)가 수용할 수 있는 유량은 제한되어 있기 때문에, 공급 유량이 너무 많으면 이온성 물질이 충분히 제거되지 못한 연수가 수요처(20)로 공급될 수 있다. 그러나 공급 유량이 기준 유량 이하인 경우, 공급된 원수를 필터부(200)가 충분히 수용할 수 있으므로, 저장부(300)에서 배출되는 제2 연수는 수요처(20)로 공급되지 않고 제1 연수만 수요처(20)로 공급될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템(1)은 전술한 밸브, 펌프 등 연수 시스템(1)의 작동을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 제어부는 다음과 같이 연수 시스템(1)을 제어하여 도 6과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다. 아래에서 필터부 배출수는 필터부에서 배출되는 물, 예를 들어 제1 연수를 말한다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000001
수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 초과인 경우
도 7 및 도 8은 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 초과일 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
공급 유량이 기준 유량을 초과하는 경우, 특히 공급 유량이 필터부(200)가 수용할 수 있는 최대 유량을 초과하는 경우, 필터부(200)의 제거율, 즉 필터부(200)를 통과하는 이온성 물질의 양에 대한 필터부(200)에서 제거되는 이온성 물질의 양의 비율이 감소할 수 있다. 따라서 제1 연수만 수요처(20)로 공급해서는 이온성 물질이 충분히 제거된 연수가 수요처(20)로 공급되지 못할 수 있으므로, 제2 연수만 수요처(20)로 공급하거나, 제1 연수와 제2 연수를 함께 수요처(20)로 공급할 수 있다.
또한, 공급 유량이 기준 유량을 초과하는 경우, 제1 공급라인(410)이 공급 유량을 전부 수용하기 어려울 수 있으므로, 메인 유로(10)에서 공급되는 원수 중의 일부는 필터부(200)로 공급되고, 나머지는 저장부(300)로 공급될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 경우 메인 유로(10)에서 2만큼의 유량을 공급할 수 있는데, 이 중에 1만 제1 공급라인(410)으로 공급된다고 보면, 도 7의 경우 메인 유로(10)의 2만큼의 유량 중 1은 제1 공급라인(410)으로, 나머지 1은 제2 공급라인(420)으로 공급될 수 있다. 이에 따라 도 7의 경우 수요처(20)에 2만큼의 유량이 공급될 수 있다.
도 7은 제1 연수와 제2 연수를 함께 수요처(20)로 공급하는 과정을 나타내는 개념도이다. 도 7에 도시된 것과 같이, 메인 유로(10)에서 공급되는 원수 중의 일부는 필터부(200)로 공급되고, 나머지는 저장부(300)로 공급될 수 있다. 그리고 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수는 수요처(20)로 공급되고, 저장부(300)로 공급된 원수는 저장부(300)에 저장되어 있던 연수와 혼합되어 제2 연수를 형성하고, 제2 연수가 저장부(300)에서 배출되어 수요처(20)로 공급될 수 있다. 이때 저장부(300)에 이미 저장되어 있던 연수가 우선적으로 수요처(20)로 공급되도록 하기 위해, 전술한 구획부(320)가 저장부(300)의 저장 공간(310a)에 구비될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(1)을 제어하여 도 7과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000002
이때 복수 개의 필터모듈 중의 적어도 어느 하나는 제거모드를 수행하여 제1 연수도 지속적으로 수요처(20)로 공급되도록 할 수 있다. 예를 들어, 배수밸브(640a)는 수요처(20)를 향해 개방되고, 배수밸브(640b)는 배수라인(440b)을 향해 개방되면, 필터모듈(200a)은 제거모드를, 필터모듈(200b)은 재생모드를 수행할 수 있다.
복수 개의 필터모듈은 제거모드를 다 함께 수행하는 것과, 재생모드를 다 함께 수행하는 것을 교호적으로 수행할 수도 있다. 그러나 적어도 어느 하나의 필터모듈이 제거모드를 수행하면, 연수 시스템(1)의 작동 중 공급 유량이 감소하여 원수가 제2 공급라인(420)을 통해 저장부로 공급될 필요가 없어질 경우, 제2 공급밸브(620)를 폐쇄하고 배출펌프(750)의 작동을 정지시켜, 도 6과 같은 유로를 통해 제1 연수를 지속적으로 수요처(20)에 공급할 수 있다.
그리고 전술한 바와 같이, 저장부(300)로 공급되는 제1 연수 또는 원수의 압력에 의해 제2 연수가 배출될 수 있으므로, 배출펌프(750)가 반드시 작동되어야 하는 것은 아니다. 다만, 예를 들어, 이들 압력만으로 저장부(300)에서 충분하게 물이 배출되지 않는 경우, 배출펌프(750)를 작동시킬 수 있다.
도 8은 제2 연수만 수요처(20)로 공급하는 과정을 나타내는 개념도이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 메인 유로(10)에서 공급되는 원수 중의 일부는 필터부(200)로 공급되고, 나머지는 저장부(300)로 공급되며, 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수의 전부가 저장부(300)로 공급될 수 있다. 그리고 저장부(300)로 공급된 원수와 제1 연수가, 저장부(300)에 저장되어 있던 연수와 혼합되어 제2 연수를 형성하고, 제2 연수만 수요처(20)로 공급될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(1)을 제어하여 도 8과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000003
이때, 복수 개의 필터모듈은, 제거모드를 다 함께 수행하는 것과, 재생모드를 다 함께 수행하는 것을 교호적으로 수행하거나, 적어도 어느 하나는 제거모드를 수행할 수 있다. 그러나 복수 개의 필터모듈이 제거모드를 다 함께 수행하는 것과, 재생모드를 다 함께 수행하는 것을 교호적으로 수행하는 경우, 적어도 어느 하나는 제거모드를 수행하는 경우보다 밸브의 작동이 보다 단순해져 연수 시스템의 내구성이 향상될 수 있다.
원수에 포함된 이온성 물질의 양이 기준량 이하인 경우
도 9는 원수에 포함된 이온성 물질의 양이 기준량 이하일 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
원수에 포함된 이온성 물질의 양이 기준량 이하인 경우, 도 9에 도시된 것과 같이 메인 유로(10)에서 공급되는 원수의 전부가 필터부(200)로 공급되고, 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수의 전부가 저장부(300)로 공급될 수 있다. 그리고 저장부(300)로 공급된 제1 연수와 저장부(300)에 저장되어 있던 연수가 혼합되어 제2 연수를 형성하고, 제2 연수만 수요처(20)로 공급될 수 있다. 여기서 기준량이란, 기 설정되어 제어부에 입력된 양으로서, 원수의 경도가 75ppm ~ 80ppm 정도일 때, 또는 원수의 TDS(총용존고형물)가 120ppm ~ 139ppm일 때 원수에 포함된 이온성 물질의 양을 의미한다.
참고로, 원수에 포함된 이온성 물질의 양이 적다면, 필터부에서 제거해야 하는 이온성 물질의 양도 적어지므로, 필터부는 보다 많은 유량에 대한 필터링이 가능해진다.
한편, 원수에 포함된 이온성 물질의 양을 직접 획득하는 것은 어려울 수 있는데, 물의 TDS(총용존고형물)가 높다는 것은 물 중의 이온성 물질이 많다는 것을 의미할 수 있다. 즉 물의 TDS에 기초해서 물에 포함된 이온성 물질의 양을 추정할 수 있고, 이를 위해 원수의 TDS를 측정하는 센서(미도시)가 마련될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(1)을 제어하여 도 9와 같이 물이 유동하도록 할 수 있다. 필터부(200)로 공급된 원수가 모두 저장부(300)로 공급되기 때문에, 그 압력으로 제2 연수가 저장부(300)에서 배출될 수 있으므로, 펌프는 작동하지 않을 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000004
저장부에 저장된 연수 중의 이온성 물질의 양이 한계량을 초과했을 경우
저장부(300)에서 제2 연수가 지속적으로 배출됨에 따라, 원수에 포함된 이온성 물질 또는 필터부(200)에서 제거되지 못한 이온성 물질이 저장부(300)로 공급될 수 있기 때문에, 저장부(300)에 저장된 연수에는 점차 이온성 물질이 축적될 수 있다.
한편, 수요처(20)로 공급되는 연수에 포함된 이온성 물질의 양은 어느 기준값 이하가 되도록 미리 설정되어 있을 수 있고, 저장부(300)에 저장된 연수 중의 이온성 물질의 양이 증가하여, 저장부(300)에서 배출되는 제2 연수가 수요처(20)로 공급되었을 때 제2 연수에 포함된 이온성 물질의 양이 기 설정된 기준값을 초과하게 된다면, 그때 저장부(300)에 저장된 연수 중의 이온성 물질의 양이 한계량을 초과했다고 판단할 수 있다.
이때 제어부는 저장부(300)에 저장된 연수 중의 이온성 물질의 양이 한계량을 초과했음을 사용자에게 안내할 수 있다.
한편, 저장부(300)의 내부에는 저장부(300)에 저장된 연수의 TDS를 측정하기 위한 TDS 센서(710)가 마련될 수 있고, 제어부는 TDS 센서(710)를 통해 저장부(300)에 저장된 연수의 TDS를 측정하는 것에 의해, 저장부(300)에 저장된 연수 중의 이온성 물질의 양이 한계량을 초과했는지 판단할 수 있다.
수요처로 물의 공급이 중단되었을 경우
예를 들어, 수요처에서의 물의 공급 명령이 중단되는 등의 경우에 의해 수요처(20)로 물의 공급이 중단되면, 저장부(300)에 저장된 연수 중에 포함된 이온성 물질을 제거하는 제어를 수행할 수 있다. 즉, 저장부(300)에 저장된 연수를 필터부(200)와 저장부(300) 사이에서 순환시키면서 필터부(200)를 통해 이온성 물질을 제거하여, 저장부(300)에 저장된 연수가 보다 적은 양의 이온성 물질을 포함하도록 할 수 있다.
도 10은 수요처에 대한 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 저장부에 저장된 연수에서 이온성 물질을 제거하는 과정을 나타내는 개념도이다.
수요처(20)에 대한 물의 공급이 중단되고 필터모듈(200a, 200b)이 제거모드를 수행할 때, 저장부(300)에 저장되어 있던 연수는 회수라인(460), 제1 공급라인(410), 필터부(200), 제1 배출라인(430) 및 분기라인(435)을 순차적으로 통과하며 저장부(300)와 필터부(200) 사이에서 순환할 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(1)을 제어하여 도 10과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000005
도 11은 수요처로 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 연수 시스템에서 필터부를 재생시키는 과정을 나타내는 개념도이다.
수요처(20)에 대한 물의 공급이 중단되고 필터모듈(200a, 200b)이 재생모드를 수행할 때, 제1 공급라인(410)을 통해 공급된 원수가 필터부(200)를 통과하며 필터부(200)의 전극에서 탈착된 이온성 물질과 함께 제1 배출라인(430) 및 배수라인(440)을 통해 외부로 배수될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(1)을 제어하여 도 11과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000006
실시예 2
도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템을 나타내는 구성도이다. 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템은 실시예 1에 따른 연수 시스템에 비해 분기라인과 회수라인이 구비되지 않고, 제2 배수라인이 더 구비되는 점에서 차이가 있다. 또한, 이러한 차이에 따라 연수 시스템이 제어되는 방법에 차이가 있다. 실시예 1에 따른 연수 시스템과 동일하거나 상당한 구성에 대해서는 동일하거나 상당한 도면 부호를 부여하고, 구체적인 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템(2)은 필터부(200), 저장부(300), 제1 공급라인(410), 제2 공급라인(420), 제1 배출라인(430), 제1 배수라인(440), 제2 배수라인(470) 및 제2 배출라인(450)을 포함할 수 있다.
제1 공급라인(410)은 원수를 메인 유로(10)에서 필터부(200)의 전단으로 공급하는 라인을 말한다. 제1 공급라인(410)은 각각의 필터모듈(200a, 200b)로 원수를 공급하기 위해 복수 개의 라인으로 분기될 수 있다.
메인 유로(10)에는 메인밸브(610)가 마련되고, 메인밸브(610)의 개폐에 따라 원수가 연수 시스템(2)으로 공급되거나 공급되지 않을 수 있다.
제2 공급라인(420)은 제1 공급라인(410) 또는 메인 유로(10)에서 분기되어 원수를 저장부(300)로 공급하는 라인을 말한다. 제2 공급라인(420)에는 제2 공급밸브(620)가 마련되고, 제2 공급밸브(620)의 개폐에 따라 원수가 저장부(300)로 공급되거나 공급되지 않을 수 있다.
제1 배출라인(430)은 필터부(200)에서 배출된 물을 수요처(20)로 안내하는 라인을 말하고, 제1 배수라인(440)은 필터부(200)에서 배출된 물을 외부로 배수하기 위해 제1 배출라인(430)에서 분기된 라인을 말한다. 제1 배출라인(430) 역시 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)에 연결된 복수 개의 라인들을 포함할 수 있고, 복수 개의 라인들이 하나의 라인으로 합쳐질 수 있다. 그리고 제1 배수라인(440) 역시 복수 개의 필터모듈(200a, 200b)에 연결된 복수 개의 제1 배출라인(430a, 430b) 각각으로부터 분기되도록 마련될 수 있다.
제1 배출라인(430)의 하류 측 말단에는 제1 배출밸브(630)가 마련되고, 제1 배출밸브(630)의 개폐에 따라 제1 배출라인(430)을 따라 유동하는 물이 수요처(20)로 공급되거나 공급되지 않을 수 있다.
제1 배출라인(430)과 제1 배수라인(440)이 만나는 지점에는 제1 배수밸브(640)로서 삼방밸브가 마련되어, 제1 배수밸브(640)가 수요처(20)를 향해 개방되거나 제1 배수라인(440)을 향해 개방되는 것에 의해, 필터부(200)에서 배출되는 물의 방향이 결정될 수 있다.
제2 배수라인(470)은 제1 공급라인(410)에서 분기되어 제1 배수라인(440)으로 연결되는 라인을 말한다. 제1 공급라인(410)과 제2 배수라인(470)이 만나는 지점에는 제2 배수밸브(670)로서 삼방밸브가 마련되어 제2 배수밸브(670)가 필터부(200)를 향해 개방되거나 제2 배수라인(470)을 향해 개방되는 것에 의해, 제1 공급유로를 유동하는 물의 유동 방향이 결정될 수 있다.
제2 배출라인(450)은 저장부(300)에서 제1 배출라인(430)으로 연결되는 라인을 말한다. 제2 배출라인(450)에는 배출펌프(750)가 마련되어 배출펌프(750)의 작동에 의해 저장부(300)에서 제2 연수가 배출될 수 있다.
이하에서는 실시예 1과 같이 각각의 경우에 따라 물이 유동하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 이하인 경우
도 13은 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 이하일 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
수요처(20)로 공급되는 물의 유량, 즉 공급 유량이 기준 유량 이하인 경우, 메인 유로(10)에서 공급되는 원수의 전부가 필터부(200)로 공급되고, 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수만 수요처(20)로 공급될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(2)을 제어하여 도 13과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000007
수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 초과인 경우
도 14는 수요처로 공급되는 물의 유량이 기준 유량 초과일 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 연수가 공급되는 과정을 나타내는 개념도이다.
공급 유량이 기준 유량을 초과하는 경우, 특히 공급 유량이 필터부(200)가 수용할 수 있는 최대 유량을 초과하는 경우, 제1 연수만 수요처(20)로 공급해서는 이온성 물질이 충분히 제거된 연수가 수요처(20)로 공급되지 못할 수 있으므로, 제1 연수와 제2 연수를 함께 수요처(20)로 공급할 수 있다.
도 14에 도시된 것과 같이, 메인 유로(10)에서 공급되는 원수 중의 일부는 필터부(200)로 공급되고, 나머지는 저장부(300)로 공급될 수 있다. 그리고 필터부(200)에서 배출되는 제1 연수는 수요처(20)로 공급되고, 저장부(300)로 공급된 원수는 저장부(300)에 저장되어 있던 연수와 혼합되어 제2 연수를 형성하고, 제2 연수가 저장부(300)에서 배출되어 수요처(20)로 공급될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(2)을 제어하여 도 14와 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000008
이때, 복수 개의 필터모듈 중의 적어도 어느 하나는 제거모드를 수행하여 제1 연수도 지속적으로 수요처(20)로 공급되도록 할 수 있다.
수요처로 물의 공급이 중단되었을 경우
수요처(20)로 물의 공급이 중단되면, 저장부(300)에 저장된 연수 중에 포함된 이온성 물질을 제거하는 제어를 수행할 수 있다. 즉, 저장부(300)에 저장된 연수를 필터부(200)와 저장부(300) 사이에서 순환시키면서 필터부(200)를 통해 이온성 물질을 제거하여, 저장부(300)에 저장된 연수가 보다 적은 양의 이온성 물질을 포함하도록 할 수 있다.
도 15는 수요처에 대한 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 저장부에 저장된 연수에서 이온성 물질을 제거하는 과정을 나타내는 개념도이다.
수요처(20)에 대한 물의 공급이 중단되고 필터모듈이 제거모드를 수행할 때, 저장부(300)에 저장되어 있던 연수는 제2 배출라인(450), 제1 배출라인(430), 필터부(200), 제1 공급라인(410) 및 제2 공급라인(420)을 순차적으로 통과하며 저장부(300)와 필터부(200) 사이에서 순환할 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(2)을 제어하여 도 15와 같이 물이 유동하도록 할 수 있다. 아래에서 저장부 배출수는 저장부에서 배출되는 물, 예를 들어 제2 연수를 말한다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000009
도 16은 수요처에 대한 물의 공급이 중단되었을 때, 본 발명의 실시예 2에 따른 연수 시스템에서 필터부를 재생시키는 과정을 나타내는 개념도이다.
수요처(20)에 대한 물의 공급이 중단되고 필터모듈이 재생모드를 수행할 때, 원수가 제2 공급라인(420)을 통해 저장부(300)로 공급되며, 저장부(300)에 저장되어 있던 연수는 제2 배출라인(450) 및 제1 배출라인(430)을 통해 필터부(200)에 공급되어 필터부(200)를 통과하며 필터부(200)의 전극에서 탈착된 이온성 물질과 함께 제1 공급라인(410)을 배출될 수 있다. 그리고 제2 배수라인(470) 및 제1 배수라인(440)을 통해 외부로 배수될 수 있다.
제어부는 다음과 같이 연수 시스템(2)을 제어하여 도 16과 같이 물이 유동하도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2019001762-appb-I000010
다만, 이러한 제어방법으로 한정되는 것은 아니고, 제어부는 도 11과 같은 유로를 형성하여 필터모듈을 재생시킬 수도 있다. 즉, 메인 유로(10)에서 제1 공급라인(410)으로 공급된 원수가 필터부(200)를 통과하며 필터부(200)의 전극에서 탈착된 이온성 물질과 함께 제1 배출라인(430) 및 배수라인(440)을 통해 외부로 배수될 수도 있다. 이와 같은 제어에는 제2 배수라인(470)이 불필요하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 수요처에 원수를 공급하기 위한 메인 유로에 연결되고, 상기 메인 유로를 통해 공급받은 원수 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 제거하여, 상기 원수보다 이온성 물질을 적게 포함하는 연수를 상기 수요처로 공급하기 위한 연수 시스템에 있어서,
    상기 원수에서 유래하는 물을 공급받고, 공급받은 물 중에 포함된 이온성 물질의 적어도 일부를 전기적인 힘에 기초해서 제거하여, 상기 공급받은 물보다 이온성 물질을 적게 포함하는 제1 연수를 배출하는 필터부; 및
    상기 필터부로부터 상기 제1 연수를 공급받아 저장하고, 저장된 제1 연수에서 유래하는 제2 연수를 배출하는 저장부를 포함하며,
    상기 제1 연수 및 제2 연수 중의 적어도 어느 하나가 상기 수요처로 공급되는, 연수 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수요처로 공급되는 물의 유량인 공급 유량 및 상기 원수에 포함된 이온성 물질의 양 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 상기 제1 연수만 상기 수요처로 공급되거나, 상기 제2 연수만 상기 수요처로 공급되거나, 또는 상기 제1 연수와 제2 연수가 함께 상기 수요처로 공급되는, 연수 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공급 유량이 기 설정된 유량인 기준 유량 이하인 경우,
    상기 메인 유로에서 공급되는 상기 원수의 전부가 상기 필터부로 공급되고,
    상기 필터부에서 배출되는 상기 제1 연수만 상기 수요처로 공급되는, 연수 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 공급 유량이 기 설정된 유량인 기준 유량 초과인 경우,
    상기 메인 유로에서 공급되는 상기 원수 중의 일부는 상기 필터부로 공급되고, 나머지는 상기 저장부로 공급되며,
    상기 필터부에서 배출되는 상기 제1 연수와, 상기 저장부로 공급된 원수가 상기 저장부에 저장되어 있던 연수와 혼합되어 형성되는 상기 제2 연수가 함께 상기 수요처로 공급되는, 연수 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 공급 유량이 기 설정된 유량인 기준 유량 초과인 경우,
    상기 메인 유로에서 공급되는 상기 원수 중의 일부는 상기 필터부로 공급되고, 나머지는 상기 저장부로 공급되며,
    상기 필터부에서 배출되는 상기 제1 연수의 전부가 상기 저장부로 공급되고,
    상기 저장부로 공급된 원수와 제1 연수가 상기 저장부에 저장되어 있던 연수와 혼합되어 형성되는 상기 제2 연수만 상기 수요처로 공급되는, 연수 시스템.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 필터부는, 물이 공급되는 유입구는 유입구끼리, 물이 배출되는 유출구는 유출구끼리 연통되게 병렬로 마련된 복수 개의 필터모듈을 포함하고,
    상기 필터모듈은, 상기 이온성 물질을 전극을 통한 전기 탈이온 방식으로 제거하는 제거모드와, 상기 전극을 재생하는 재생모드 중 어느 하나를 선택적으로 수행하며,
    상기 복수 개의 필터모듈 중의 적어도 어느 하나는 상기 제거모드를 수행하는, 연수 시스템.
  7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 필터부는, 물이 공급되는 유입구는 유입구끼리, 물이 배출되는 유출구는 유출구끼리 연통되게 병렬로 마련된 복수 개의 필터모듈을 포함하고,
    상기 필터모듈은, 상기 이온성 물질을 전극을 통한 전기 탈이온 방식으로 제거하는 제거모드와, 상기 전극을 재생하는 재생모드 중 어느 하나를 선택적으로 수행하며,
    상기 복수 개의 필터모듈은, 상기 제거모드를 다 함께 수행하는 것과, 상기 재생모드를 다 함께 수행하는 것을 교호적으로 수행하는, 연수 시스템.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 원수에 포함된 이온성 물질의 양이 기 설정된 양인 기준량 이하인 경우,
    상기 메인 유로에서 공급되는 상기 원수의 전부가 상기 필터부로 공급되고,
    상기 필터부에서 배출되는 상기 제1 연수의 전부가 상기 저장부로 공급되며,
    상기 저장부로 공급된 제1 연수와 상기 저장부에 저장되어 있던 연수가 혼합되어 형성되는 상기 제2 연수만 상기 수요처로 공급되는, 연수 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터부는, 상기 이온성 물질을 전극을 통한 전기 탈이온 방식으로 제거하는 제거모드와, 상기 전극을 재생하는 재생모드 중 어느 하나를 선택적으로 수행하는, 연수 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 수요처에 대한 물의 공급이 중단되면, 상기 저장부에 저장된 연수를 상기 필터부와 상기 저장부 사이에서 순환시키면서 상기 필터부를 통해 이온성 물질을 제거하여, 상기 저장부에 저장된 연수가 보다 적은 양의 이온성 물질을 포함하도록 하는, 연수 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 원수를 상기 메인 유로에서 상기 필터부의 전단으로 공급하는 제1 공급라인;
    상기 필터부에서 배출된 물을 상기 수요처로 안내하는 제1 배출라인;
    상기 필터부에서 배출된 물을 외부로 배수하기 위해 상기 제1 배출라인에서 분기된 배수라인;
    상리 제1 배출라인에서 분기되어 상기 저장부로 연결되는 분기라인; 및
    상기 저장부에서 상기 제1 공급라인으로 연결되는 회수라인을 더 포함하고,
    상기 수요처에 대한 물의 공급이 중단되고 상기 필터부가 상기 제거모드를 수행할 때, 상기 저장부에 저장되어 있던 연수는 상기 회수라인, 제1 공급라인, 필터부, 제1 배출라인 및 분기라인을 순차적으로 통과하며 상기 저장부와 필터부 사이에서 순환하고,
    상기 수요처에 대한 물의 공급이 중단되고 상기 필터부가 상기 재생모드를 수행할 때, 상기 제1 공급라인을 통해 공급된 상기 원수가 상기 필터부를 통과하며 상기 필터부의 전극에서 탈착된 이온성 물질과 함께 상기 제1 배출라인 및 배수라인을 통해 외부로 배수되는, 연수 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 원수를 상기 메인 유로에서 상기 필터부의 전단으로 공급하는 제1 공급라인;
    상기 제1 공급라인에서 분기되어 상기 원수를 상기 저장부로 공급하는 제2 공급라인;
    상기 필터부에서 배출된 물을 상기 수요처로 안내하는 제1 배출라인;
    상기 필터부에서 배출된 물을 외부로 배수하기 위해 상기 제1 배출라인에서 분기된 제1 배수라인;
    상기 제1 공급라인에서 분기되어 상기 제1 배수라인으로 연결되는 제2 배수라인; 및
    상기 저장부에서 상기 제1 배출라인으로 연결되는 제2 배출라인을 더 포함하고,
    상기 수요처에 대한 물의 공급이 중단되고 상기 필터부가 상기 제거모드를 수행할 때, 상기 저장부에 저장되어 있던 연수는 상기 제2 배출라인, 제1 배출라인, 필터부, 제1 공급라인 및 제2 공급라인을 순차적으로 통과하며 상기 저장부와 필터부 사이에서 순환하고,
    상기 수요처에 대한 물의 공급이 중단되고 상기 필터부가 상기 재생모드를 수행할 때, 상기 저장부에 저장되어 있던 연수는 상기 제2 배출라인 및 제1 배출라인 통해 상기 필터부에 공급되어 상기 필터부를 통과하며 상기 필터부의 전극에서 탈착된 이온성 물질과 함께 상기 제1 공급라인으로 배출되고, 제2 배수라인 및 제1 배수라인을 통해 외부로 배수되는, 연수 시스템.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 연수 시스템을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 필터부는, 물이 공급되는 유입구는 유입구끼리, 물이 배출되는 유출구는 유출구끼리 연통되게 병렬로 마련된 복수 개의 필터모듈을 포함하며,
    상기 복수 개의 필터모듈 각각은 상기 재생모드를 수행하는 시간보다 상기 제거모드를 수행하는 시간이 더 길도록 제어되는, 연수 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 필터모듈은, 상기 재생모드 시에 상기 전극에 공급되는 전력의 크기가, 상기 제거모드 시에 상기 전극에 공급되는 전력의 크기보다 크도록 제어되는, 연수 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 연수 시스템의 전단 및 상기 연수 시스템의 후단 중 적어도 어느 하나에 마련되어, 상기 연수 시스템으로 공급되는 상기 원수 또는 상기 연수 시스템에서 상기 수요처로 배출되는 상기 연수에 포함된 물리적 이물질을 제거하는 필터를 더 포함하는, 연수 시스템.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 저장부는,
    저장 공간을 구비하는 본체;
    상기 저장 공간에 저장된 연수를 상기 본체의 외부로 배출하기 위해 상기 본체에 마련된 출수구;
    상기 저장 공간에 물을 공급하기 위해 상기 본체에 마련된 급수구; 및
    상기 저장 공간에 저장되어 있던 상기 연수가 상기 출수구를 통해 배출됨에 따라, 상기 급수구를 통해 보충수가 상기 저장 공간으로 공급될 때, 상기 보충수가 상기 출수구를 향해 유동하는 것이 방해되도록, 상기 저장 공간을 구획하는 구획부를 포함하는, 연수 시스템.
PCT/KR2019/001762 2018-02-23 2019-02-13 연수 시스템 Ceased WO2019164175A1 (ko)

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