KR20190131708A - 온수 공급장치 - Google Patents

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KR20190131708A
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Abstract

본 발명은 온수가 저장되는 온수 탱크 내의 다양한 위치에 복수 개의 온도센서를 설치하여 필요 온수량에 따라 적절량의 온수를 설정된 온도로 가열되도록 히터를 제어함으로써, 불필요한 에너지 낭비를 줄일 수 있는 온수 공급장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 온수 공급장치는, 온수를 저장하는 온수 탱크와, 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터와, 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 온수 탱크에 연결되는 유입관과, 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 히터 및 유입관보다 높은 위치에서 온수 탱크에 연결되는 유출관과, 온수 탱크에 상하 방향으로 이격 배치되어 온수 탱크에 저장된 온수를 각기 다른 높이에서 검출하는 복수 개의 탱크 온도센서와, 복수 개의 탱크 온도센서로부터 검출 신호를 수신하고 히터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 선택되는 어느 하나의 탱크 온도센서에서 검출되는 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 상기 히터를 제어한다.

Description

온수 공급장치{HOT WATER SUPPLY APPARATUS}
본 발명은 온수 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온수 탱크 내에서 히터에 의해 가열되는 온수의 온도를 여러 위치에서 측정하여 필요 온수량에 따라 히터를 제어할 수 있는 온수 공급장치에 관한 것이다.
전기 보일러나 온수기는 상수를 가열하여 만들어지는 온수를 공급하는 온수 공급장치를 갖는다. 온수 공급장치에서 생성되는 온수는 난방배관을 순환하는 난방수로 사용되거나, 일상 생활용 온수로 사용될 수 있다.
일반적으로, 온수 공급장치는 열원에 따라 전기식과 가스식으로 나뉠 수 있다. 가스식의 경우 특성상 철저한 설치규정 때문에 개인 설치는 불가하며, 전기식의 경우엔 개인 설치가 상대적으로 용이하다.
전기를 이용하여 물을 가열하는 방식은 가스식과는 달리 일산화탄소가 생성되지 않아 설치 위치의 제약이 적다. 전기식 온수 공급장치는 순간 가열식과, 저장식으로 구분될 수 있다. 순간 가열식은 가스식처럼 상수를 공급받는 즉시 가열해서 내보내주는 방식으로, 전기 소모량이 많음에도 온수 생산량이 비교적 적은 단점이 있다. 저장식은 미리 온수를 만들어 탱크에 저장해 두었다가 쓰는 방식으로, 순간 가열식에 비해 전기 소모량이 적다.
전기식 온수 공급장치의 일 예로 공개특허공보 제2012-0110314호(2012. 10. 10)에는 보일러로 사용되는 온수 공급장치가 개시되어 있다. 상기 공보에 개시되어 있는 온수 공급장치는 온수가 저장되는 탱크와, 탱크 내의 온수를 가열하기 위해 탱크 내측에 설치되는 전기 히터와, 탱크에 연결되는 급수관과 난방수 인출관 및 난방수 인입관과, 탱크에 저장되는 온수의 온도를 측정하는 온도센서와, 탱크 내의 수위를 검출하는 수위센서와, 전기 히터를 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 이러한 전기식 온수 공급장치는 컨트롤러가 수위센서와 온도센서의 신호에 따라 전기 히터를 제어함으로써 탱크 내의 온수를 설정된 온도로 유지시킬 수 있다.
그런데 상술한 것과 같은 종래의 온수 공급장치는 컨트롤러가 특정 위치에 설치된 하나의 온도센서로부터 측정 신호를 수신하여 전기 히터를 작동시키므로, 필요한 온수량에 관계없이 전기 히터가 탱크 내의 전체 온수를 설정된 온도에 도달하도록 가열하게 된다. 따라서, 필요 온수량이 적은 경우에도 탱크 내의 전체 온수를 설정된 온도까지 가열하게 되므로, 불필요한 에너지가 낭비되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제2012-0110314호(2012. 10. 10)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온수가 저장되는 온수 탱크 내의 다양한 위치에 복수 개의 온도센서를 설치하여 필요 온수량에 따라 적당량의 온수를 설정된 온도로 가열되도록 히터를 제어함으로써, 불필요한 에너지 낭비를 줄일 수 있는 온수 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 온수 공급장치는, 온수를 저장하는 온수 탱크; 상기 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터; 상기 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관; 상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 히터 및 상기 유입관보다 높은 위치에서 상기 온수 탱크에 연결되는 유출관; 상기 온수 탱크에 상하 방향으로 이격 배치되어 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 각기 다른 높이에서 검출하는 복수 개의 탱크 온도센서; 및 상기 복수 개의 탱크 온도센서로부터 검출 신호를 수신하고 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 선택되는 어느 하나의 탱크 온도센서에서 검출되는 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 상기 히터를 제어한다.
상기 온수 탱크의 내부 공간은 높이에 따라 하측으로부터 상기 유입관이 연결되는 유입부와, 상기 유입부의 상측에 배치되는 하나 이상의 중간부와, 상기 유출관과 연결되도록 상기 중간부의 상측에 배치되는 유출부로 구분되고, 상기 탱크 온도센서는, 상기 유입부와, 상기 하나 이상의 중간부와, 상기 유출부에 각각 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 상기 유입관을 따라 유동하는 물을 상기 온수 탱크의 내부로 확산시키기 위해 상기 유입관과 물의 유동이 가능하게 연결되어 상기 유입부에 배치되는 확산부 바디와, 상기 확산부 바디의 내부의 물을 상기 유입부로 유입시킬 수 있도록 상기 확산부 바디에 구비되는 복수 개의 통공을 갖는 확산부;를 포함할 수 있다.
상기 확산부 바디는 아치형으로 이루어지고, 상기 복수 개의 통공은 상기 온수 탱크의 바닥을 향하도록 상기 확산부 바디의 안쪽 곡면부에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 상기 유입관을 따라 유동하는 물을 예열한 후 상기 온수 탱크에 저장된 온수 중으로 유입시킬 수 있도록 상기 유입관과 물의 유동이 가능하게 연결되어 상기 온수 탱크의 내부에 상기 히터와 인접하게 배치되는 예열부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 사용자 조작에 따라 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상기 히터 제어에 이용되는 탱크 온도센서의 선택을 위한 사용자 입력 신호를 발생하여 상기 제어부에 송신하는 조작부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는, 실외 온도를 검출하고 검출 신호를 상기 제어부에 송신하는 실외 온도검출기;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 실외 온도검출기의 검출 신호에 따라 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상기 히터 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택하여 상기 히터를 제어하되, 실외 온도가 낮을수록 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상대적으로 하측에 배치되는 탱크 온도센서를 상기 히터 제어에 이용할 수 있다.
상기 유출관은 난방 존을 난방하기 위한 난방관에 온수를 공급할 수 있도록 상기 난방관과 연결되고, 상기 유입관은 상기 난방 존을 통과한 온수를 환수할 수 있도록 상기 난방관과 연결되며, 상기 제어부는 상기 난방 존의 난방 온도를 설정하는 온도 조절기의 신호에 따라 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상기 히터 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택하여 상기 히터를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 온수 공급장치는 온수 탱크에 상하 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 온수 사용량에 따라 히터 제어에 이용되는 적절한 탱크 온도센서를 선택하고, 해당 탱크 온도센서가 검출한 온수의 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 히터를 제어한다. 따라서, 필요 온도로 가열된 온수를 필요량만큼 준비할 수 있어 효율적인 운전이 가능하고, 히터 작동에 따른 에너지 소모량을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치의 확산부를 나타낸 정면 단면도이다.
도 3은 확산부의 변형예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급장치의 일부 구성을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 온수 공급장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치의 확산부를 나타낸 정면 단면도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 온수가 저장되는 온수 탱크(110)와, 온수를 가열하기 위한 히터(115)와, 온수 탱크(110)의 내측으로 물을 유입시키기 위한 유입관(120)과, 온수 탱크(110)로부터 온수를 배출시키기 위한 유출관(125)과, 온수 탱크(110) 내부의 온수 온도를 측정하기 위한 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137)와, 히터(115)를 제어하는 제어부(140)를 포함한다. 이러한 온수 공급장치(100)는 보일러나 온수기에 적용될 수 있으며, 필요 온수량에 맞춰 히터(115)를 적절히 제어함으로써 히터(115)의 작동에 따른 에너지를 절감할 수 있다. 도 1에 나타낸 온수 공급장치(100)는 보일러로 이용되어 난방 시스템에 온수를 공급하는 것으로 예를 든 것이다.
온수 탱크(110)는 일정량의 온수를 저장한다. 온수 탱크(110)는 저장되어 있는 온수를 보온할 수 있는 단일벽 구조, 이중벽 구조 등 다양한 구조를 취할 수 있다. 온수가 저장되는 온수 탱크(110)의 내부 공간은 높이에 따라 하측으로부터 유입부(111)와, 중간부(112)와, 유출부(113)로 구분될 수 있다. 유입부(111)에는 유입관(120)이 연결되고, 유출부(113)에는 유출관(125)이 연결된다. 유입부(111)를 통해 공급되는 온수는 유입부(111)로 유입되어 유입부(111)에서 가열된 후, 중간부(112)를 거쳐 유출부(113)로 유동하고, 유출부(113)에서 유출관(125)을 통해 배출될 수 있다.
유입부(111)와, 중간부(112)와, 유출부(113)는 물리적으로 구획되는 공간은 아니며, 각각 사전 설정된 양의 온수가 저장될 수 있는 적절한 부피를 갖도록 설정될 수 있다. 유입부(111), 중간부(112) 및 유출부(113) 각각은 온수 탱크(110)의 용량이나 높이 등에 따라 다양한 부피를 가질 수 있다. 도면에는 유입부(111)와 유출부(113) 사이에 하나의 중간부(112)가 구비되는 것으로 나타냈으나, 중간부(112)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
히터(115)는 온수 탱크(110) 내부의 유입부(111)에 배치되어 온수 탱크(110)에 저장된 온수를 가열한다. 히터(115)에 의해 유입부(111)에서 가열되는 온수는 대류 현상에 의해 유출부(113) 측으로 상승하게 된다. 따라서, 유출부(113)의 온수 온도가 가장 높고, 중간부(112)의 온수 온도는 유출부(113)의 온수 온도보다 낮으며, 유입부(111)의 온수 온도가 상대적으로 가장 낮게 나타날 수 있다. 예를 들어, 히터(115)가 유입부(111)의 온수를 90도까지 가열하는 경우, 중간부(112)의 온수 온도는 92도, 유출부(113)의 온수 온도는 94도까지 상승할 수 있다.
히터(115)는 전기에너지를 이용하는 것 등 발열 기능을 갖는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있으며, 도시된 것과 같이 유입부(111) 등 온수 탱크(110)에 저장된 온수를 가열할 수 있도록 다양한 위치에 설치될 수 있다. 히터(115)는 제어부(140)에 의해 제어되어 필요량만큼의 온수를 사전 설정된 온도까지 가열할 수 있도록 작동할 수 있다. 여기에서, 사전 설정된 온도는 사용자에 의해 선택되거나, 난방 조건 등에 따라 자동으로 선택될 수 있다.
유입관(120)은 온수 탱크(110)의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 온수 탱크(110)의 유입부(111)에 연결된다. 유입관(120)은 난방 시스템의 온수 환수헤더(20)에 연결되어 온수 환수헤더(20)로 모인 온수가 유입관(120)을 통해 온수 탱크(110)로 환수될 수 있다.
온수 환수헤더(20)는 복수 개의 난방 존(H)에 배치되어 난방 존(H)을 난방하는 난방관(30)과 연결된다. 각 난방관(30)을 따라 난방 존(H)을 통과한 온수가 온수 환수헤더(20)로 모여 환수될 수 있다. 각각의 난방관(30)에는 난방관(30)을 통한 온수의 유동을 단속하기 위한 온수 조절밸브(40)가 설치될 수 있다.
유출관(125)은 온수 탱크(110)로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 히터(115) 및 유입관(120)보다 높은 위치에서 온수 탱크(110)에 연결된다. 구체적으로, 유출관(125)은 온수 탱크(110)의 유출부(113)에 연결되어 온수를 유출부(113)로부터 배출시킨다. 유출관(125)은 난방 시스템의 온수 공급헤더(10)에 연결되어 온수 탱크(110)의 온수를 온수 공급헤더(10)에 공급한다. 온수 공급헤더(10)로 공급되는 온수는 복수 개의 난방관(30)으로 분배되어 각각의 난방 존(H)을 난방한 후 온수 환수헤더(20)로 환수될 수 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 유입관(120)에는 확산부(130)가 연결된다. 확산부(130)는 온수 탱크(110)의 유입부(111)에 배치되어 유입관(120)을 따라 유동하는 물을 온수 탱크(110)의 내부로 확산시키는 역할을 한다. 확산부(130)는 유입관(120)과 물의 유동이 가능하게 연결되는 확산부 바디(131)와, 확산부 바디(131)의 내부의 물을 유입부(111)로 유입시킬 수 있도록 확산부 바디(131)에 구비되는 복수 개의 통공(132)을 포함한다. 확산부 바디(131)는 위쪽으로 볼록하게 배치되는 아치형 모양으로 이루어진다. 복수 개의 통공(132)은 온수 탱크(110)의 바닥을 향하도록 확산부 바디(131)의 안쪽 곡면부에 배치된다. 따라서, 유입관(120)을 따라 유동하는 온수가 복수 개의 통공(132)을 통과하여 온수 탱크(110)의 바닥 쪽으로 유동할 수 있다.
확산부(130)의 작용으로 유입부(111)로 유입되는 물이 바로 유출부(113) 측으로 유동하지 않고 유입부(111)에서 충분히 재가열된 후 유출부(113) 측으로 유동할 수 있다. 유입관(120)에서 유입부(111)로 유입되는 온수는 상대적으로 온도가 낮으므로, 유입부(111)로 유입되는 온수가 바로 중간부(112)나 유출부(113)로 유동하게 되면 중간부(112)나 유출부(113)에서 온수의 온도가 떨어질 수 있다. 그리고 유출관(125)을 통해 온도가 낮아진 온수가 난방 시스템으로 공급되면 난방 시스템의 난방 효율이 떨어지게 된다. 확산부(130)는 유입부(111)로 유입되는 물이 유입부(111)의 온수와 충분히 섞이면서 히터(115)에 의해 재가열된 후 중간부(112) 및 유출부(113)로 유동하도록 유도함으로써, 유입부(111)로 유입되는 물에 의한 중간부(112)나 유출부(113)에서 온도 강하 문제를 줄여줄 수 있다.
도 3에 나타낸 것과 같이, 확산부(130)는 히터(115)의 상측에 배치되어 온수 탱크(110)의 내부로 유입되는 물을 히터(115)를 향해 분사시킬 수 있다. 이와 같이, 확산부(130)를 통해 물을 히터(115) 측으로 분사시키면 온수 탱크(110)로 유입되는 물을 히터(115)의 열을 이용하여 더욱 신속하게 가열할 수 있다.
이 밖에, 확산부(130)의 위치는 온수 탱크(110) 내의 다양한 위치로 변경될 수 있다. 그리고 온수 탱크(110)의 구조는 도시된 것과 같은 아치형 구조 이외에, 온수를 온수 탱크(110) 내의 온수 중으로 확산시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
탱크 온도센서(135)(136)(137)는 온수 탱크(110)에 상하 방향으로 이격 배치되어 온수 탱크(110)에 저장된 온수를 각기 다른 높이에서 검출한다. 이들 탱크 온도센서(135)(136)(137)는 온수 탱크(110)의 유입부(111)와 중간부(112) 및 유출부(113)에 각각 하나씩 배치되어 유입부(111)와 중간부(112) 및 유출부(113)에 저장된 온수의 온도를 검출할 수 있다. 탱크 온도센서(135)(136)(137)의 검출 신호는 제어부(140)로 송신되고, 제어부(140)는 탱크 온도센서(135)(136)(137)의 검출 신호에 따라 히터(115)를 제어할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 유입부(111)에서 히터(115)에 의해 가열되는 온수는 대류 현상에 의해 상대적으로 고온의 온수가 온수 탱크(110)의 상측에 위치하게 되므로, 각 탱크 온도센서(135)(136)(137)가 검출하는 온수의 온도는 다르게 나타날 수 있다. 즉, 유입부(111)에 배치되는 탱크 온도센서(135)의 온수 검출 온도가 상대적으로 가장 낮고, 중간부(112)에 배치되는 탱크 온도센서(136)의 온수 검출 온도가 이보다 높으며, 유출부(113)에 배치되는 탱크 온도센서(137)의 온수 검출 온도가 가장 높게 나타날 수 있다. 탱크 온도센서(135)(136)(137)는 온수 탱크(110)의 외측에 배치되어 온수 탱크(110)에 저장된 온수의 온도를 측정하는 구조, 온수 탱크(110)의 내측에서 온수의 온도를 측정하는 구조 등 다양한 구조를 취할 수 있다.
제어부(140)는 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137)로부터 검출 신호를 수신하고 히터(115)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(140)는 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 선택되는 어느 하나의 탱크 온도센서에서 검출되는 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 히터(115)를 제어한다.
예를 들어, 유입부(111)에 배치되는 탱크 온도센서(135)가 히터(115) 제어에 이용되는 것으로 선택되는 경우, 제어부(140)는 유입부(111)에 배치되는 탱크 온도센서(135)로부터 온수 검출 신호를 수신하여 유입부(111)의 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 히터(115)를 제어한다. 이 경우, 히터(115)에서 가열되는 온수는 중간부(112) 및 유출부(113)로 상승하게 되므로, 중간부(112) 및 유출부(113)에 저장되는 온수도 사전 설정된 온도 이상의 온도로 상승하게 된다. 따라서, 유입부(111)에 배치되는 탱크 온도센서(135)를 히터(115) 제어에 이용하는 경우, 온수 탱크(110) 내부의 전체 온수를 사전 설정된 온도, 또는 그 이상의 온도로 가열하게 되어 히터(115) 작동에 따른 에너지 소모량이 상대적으로 증가하게 된다. 필요 온수량이 상대적으로 많은 경우, 유입부(111)에 배치되는 탱크 온도센서(135)의 검출 온도를 히터(115) 제어를 위한 기준 온도로 설정함으로써, 바로 사용할 수 있는 온수를 최대량 확보할 수 있다.
한편, 중간부(112)에 배치되는 탱크 온도센서(136)가 히터(115) 제어에 이용되는 것으로 선택되는 경우, 제어부(140)는 중간부(112)에 배치되는 탱크 온도센서(136)로부터 온수 검출 신호를 수신하여 중간부(112)의 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 히터(115)를 제어한다. 이 경우, 유출부(113)에 저장되는 온수도 사전 설정된 온도 이상의 온도로 상승하게 되므로, 유출부(113) 및 중간부(112)에 저장된 온수를 바로 난방수로 사용할 수 있다.
한편, 유출부(113)에 배치되는 탱크 온도센서(137)가 히터(115) 제어에 이용되는 것으로 선택되는 경우, 제어부(140)는 유출부(113)에 배치되는 탱크 온도센서(137)로부터 온수 검출 신호를 수신하여 유출부(113)에서 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 히터(115)를 제어한다. 히터(115)에서 가열되어 사전 설정된 온도로 온도가 상승하는 온수는 유출부(113)를 먼저 채우게 되므로, 상대적으로 짧은 시간 내에 유출부(113)의 온수 온도를 사전 설정된 온도로 높일 수 있다. 온수 사용량이 상대적으로 적은 경우, 유출부(113)에 배치되는 탱크 온도센서(137)의 검출 온도를 히터(115) 제어를 위한 기준 온도로 설정함으로써, 히터(115) 작동에 따른 에너지 소모량을 절감할 수 있다.
복수의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 히터(115) 제어에 이용되는 탱크 온도센서는 사용자에 의해 선택될 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 사용자 조작을 위한 조작부(145)를 포함한다. 조작부(145)에는 스위치나 노브 등 사용자 조작에 따라 사용자 입력 신호를 발생할 수 있는 다양한 입력부가 구비될 수 있다. 사용자는 온수 사용량을 예측하여 조작부(145)를 통해 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 히터(115) 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 사용자가 선택한 탱크 온도센서로부터 검출 온도를 수신하면서 온수 온도가 사전 설정된 온도로 상승하도록 히터(115)를 제어할 수 있다.
또한, 실외의 온도에 따라 히터(115) 제어에 이용되는 탱크 온도센서가 선택될 수도 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 실외 온도를 검출하고 검출 신호를 제어부(140)에 송신하는 실외 온도검출기(150)를 포함한다. 실외 온도검출기(150)가 실외 온도를 검출하여 검출 신호를 제어부(140)에 송신하면, 제어부(140)는 실외 온도검출기(150)의 검출 신호에 따라 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 히터(115) 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택하여 히터(115)를 제어한다.
예를 들어, 제어부(140)는 실외 온도가 낮을수록 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 상대적으로 하측에 배치되는 탱크 온도센서를 히터(115) 제어에 이용할 수 있다. 실외 온도가 낮을수록 많은 양의 온수가 난방에 이용될 수 있으므로, 난방에 적합한 온도의 온수를 최대량 확보하는 것이 유리하기 때문이다.
한편, 제어부(140)는 난방 시스템의 온도 조절기(50)로부터 신호를 수신하여 히터(115) 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택할 수 있다. 통상의 난방 시스템과 같이, 온도 조절기(50)는 각 난방 존(H)의 난방 온도를 설정하는데 이용되는 것이다. 온도 조절기(50)를 통해 각 난방 존(H)의 난방 온도가 설정되면 난방에 필요한 온수의 양이 예측될 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 난방 존(H)의 난방에 필요한 온수량에 따라 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 히터(115) 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택하여 히터(115)를 제어함으로써, 난방수로 이용될 수 있는 적당량의 온수를 확보할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 공급장치(100)는 온수 탱크(110)에 상하 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137) 중에서 필요 온수량에 따라 히터(115) 제어에 이용되는 적절한 탱크 온도센서를 선택하고, 해당 탱크 온도센서가 검출한 온수의 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 히터(115)를 제어할 수 있다. 따라서, 사전 설정된 온도로 가열된 온수를 필요량만큼 준비할 수 있어 효율적인 운전이 가능하고, 히터(115) 작동에 따른 에너지 소모량을 절감할 수 있다. 또한, 별도의 칸막이 등을 설치하지 않고 물의 온도 구배를 이용함으로써 간단한 구조로 에너지 소모량을 줄일 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 공급장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4에 나타낸 온수 공급장치(200)는 온수가 저장되는 온수 탱크(110)와, 온수를 가열하기 위한 히터(115)와, 온수 탱크(110)의 내측으로 물을 유입시키기 위한 유입관(120)과, 온수 탱크(110)로부터 온수를 배출시키기 위한 유출관(125)과, 온수 탱크(110) 내부의 온수 온도를 측정하기 위한 복수 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137)와, 히터(115)를 제어하는 제어부(140)와, 사용자 조작을 위한 조작부(145)를 포함한다. 이러한 온수 공급장치(200)는 온수기에 적용되는 것으로, 유입관(120)은 상수관과 연결되고, 유출관(125)은 수전이나 샤워기에 연결될 수 있다. 이 밖에, 각 구성요소의 구체적인 구조나 작용은 상술한 것과 같다.
한편, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온수 공급장치의 일부 구성을 나타낸 것이다.
도 5에 나타낸 온수 공급장치는 앞서 설명한 온수 공급장치(100)와 비교하여 확산부(130) 대신 유입관(120)에 예열부(310)가 연결된 것이다. 예열부(310)는 유입관(120)을 따라 유동하는 물을 예열한 후 온수 탱크(110)에 저장된 온수 중으로 유입시키기 위한 것으로, 유입관(120)과 물의 유동이 가능하게 연결된다. 유입관(120)을 통해 온수 탱크(110)의 내부로 유동하는 온수는 온수 탱크(110)의 내부에서 예열부(310)를 따라 유동하면서 예열된 후, 예열부(310)의 끝단에 마련되는 출구(311)를 통해 온수 탱크(110)의 내부로 유입된다.
유입부(111)로 유입되는 온수가 바로 온수 탱크(110)의 내부로 유입되면서 중간부(112)나 유출부(113)로 유동하게 되면 중간부(112)나 유출부(113)에서 온수의 온도가 떨어질 수 있다. 예열부(310)는 물을 예열한 후 유입부(111)로 유입시킴으로써, 유입부(111)로 유입되는 물에 의한 중간부(112)나 유출부(113)에서 온도 강하 문제를 줄여줄 수 있다. 또한, 예열부(310)로 물을 예열한 후 유입부(111)로 유입시키면 히터(115)의 표면에 형성되는 스케일을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도면에는 예열부(310)가 히터(115) 둘레를 부분적으로 감싸는 코일 관 형태로 이루어진 것으로 나타냈으나, 예열부는 온수 탱크(110)의 내부로 유동하는 물을 온수 탱크(110) 내부의 온수의 열 또는 히터(115)의 열에 의해 예열할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도면에는 온수 탱크(110)의 내부 공간이 하측으로부터 유입부(111), 중간부(112) 및 유출부(113)의 세 영역으로 구분되고, 세 개의 탱크 온도센서(135)(136)(137)가 각 영역에 하나씩 배치되는 것으로 나타냈으나, 온수 탱크(110)의 유입부(111)와 유출부(113) 사이의 영역은 두 개 이상의 중간부로 구분될 수 있다. 그리고 탱크 온도센서의 설치 개수도 온수 탱크(110) 내부의 구분 영역에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 200 : 온수 공급장치 110 : 온수 탱크
111 : 유입부 112 : 중간부
113 : 유출부 115 : 히터
120 : 유입관 125 : 유출관
130 : 확산부 131 : 확산부 바디
132 : 통공 135, 136, 137 : 탱크 온도센서
140 : 제어부 145 : 조작부
150 : 실외 온도검출기 210 : 예열부

Claims (8)

  1. 온수를 저장하는 온수 탱크;
    상기 온수 탱크에 저장되는 온수를 가열하는 히터;
    상기 온수 탱크의 내측으로 물을 유입시킬 수 있도록 상기 온수 탱크에 연결되는 유입관;
    상기 온수 탱크로부터 온수를 배출시킬 수 있도록 상기 히터 및 상기 유입관보다 높은 위치에서 상기 온수 탱크에 연결되는 유출관;
    상기 온수 탱크에 상하 방향으로 이격 배치되어 상기 온수 탱크에 저장된 온수를 각기 다른 높이에서 검출하는 복수 개의 탱크 온도센서; 및
    상기 복수 개의 탱크 온도센서로부터 검출 신호를 수신하고 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 선택되는 어느 하나의 탱크 온도센서에서 검출되는 온수 온도가 사전 설정된 온도에 도달하도록 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온수 탱크의 내부 공간은 높이에 따라 하측으로부터 상기 유입관이 연결되는 유입부와, 상기 유입부의 상측에 배치되는 하나 이상의 중간부와, 상기 유출관과 연결되도록 상기 중간부의 상측에 배치되는 유출부로 구분되고,
    상기 탱크 온도센서는, 상기 유입부와, 상기 하나 이상의 중간부와, 상기 유출부에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유입관을 따라 유동하는 물을 상기 온수 탱크의 내부로 확산시키기 위해 상기 유입관과 물의 유동이 가능하게 연결되어 상기 유입부에 배치되는 확산부 바디와, 상기 확산부 바디의 내부의 물을 상기 유입부로 유입시킬 수 있도록 상기 확산부 바디에 구비되는 복수 개의 통공을 갖는 확산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 확산부 바디는 아치형으로 이루어지고, 상기 복수 개의 통공은 상기 온수 탱크의 바닥을 향하도록 상기 확산부 바디의 안쪽 곡면부에 배치되는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입관을 따라 유동하는 물을 예열한 후 상기 온수 탱크에 저장된 온수 중으로 유입시킬 수 있도록 상기 유입관과 물의 유동이 가능하게 연결되어 상기 온수 탱크의 내부에 상기 히터와 인접하게 배치되는 예열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    사용자 조작에 따라 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상기 히터 제어에 이용되는 탱크 온도센서의 선택을 위한 사용자 입력 신호를 발생하여 상기 제어부에 송신하는 조작부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    실외 온도를 검출하고 검출 신호를 상기 제어부에 송신하는 실외 온도검출기;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 실외 온도검출기의 검출 신호에 따라 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상기 히터 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택하여 상기 히터를 제어하되, 실외 온도가 낮을수록 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상대적으로 하측에 배치되는 탱크 온도센서를 상기 히터 제어에 이용하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출관은 난방 존을 난방하기 위한 난방관에 온수를 공급할 수 있도록 상기 난방관과 연결되고, 상기 유입관은 상기 난방 존을 통과한 온수를 환수할 수 있도록 상기 난방관과 연결되며,
    상기 제어부는 상기 난방 존의 난방 온도를 설정하는 온도 조절기의 신호에 따라 상기 복수 개의 탱크 온도센서 중에서 상기 히터 제어에 이용되는 탱크 온도센서를 선택하여 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 공급장치.
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