KR20210041875A - 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치 - Google Patents

열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치는, 정수기의 필터 유닛(210)에서 배출된 정수를 열교환을 위해 수용될 수 있는 소정 형상의 열교환부(110)와; 상기 필터 유닛(210)에서 배출되는 정수를 강제적으로 흡입하는 수중 펌프(120)와; 상기 열교환부(110)에 부분적으로 돌출되도록 결합되며, 상기 수중 펌프(120)에 의해 강제적으로 흡입된 정수를 가열 또는 냉각시켜 배출하는 열전 모듈부(130)와; 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치되어, (1) 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 반작용측과 상기 정수기의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 반작용측에 자동으로 열을 인가하는 전기식 가열체(140)와; 상기 열전 모듈부(130) 에서 배출되는 정수의 온도와 상기 정수기의 주변 온도를 감지하는 온도 감지부(150)와; 사용자의 조작에 따라 상기 수중 펌프(120)의 구동과 상기 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 상기 열전 모듈부(130)에 접촉되는 정수를 가열 또는 냉각하도록 제어하며, 온수모드시 (1) 상기 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 상기 반작용측과 상기 정수기의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 제어부(170)를 포함한다.

Description

열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치{Heating and Cooling Supply System for Sleeping Bag}
본 발명은 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열악한 영하의 기온에서도 빠른 시간 안에 고효율의 온수를 만들어 공급할 수 있는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 정수기는 필터나 멤브레인(membrane) 등에 의해 원수를 정수하여 저장용기에 저장하고 이와 같이 정수되어 저장용기에 저장된 물을 취수하여 안심하고 음용할 수 있도록 이루어진 장치이다.
다양한 온도의 물을 공급하기 위한 정수기로는 상온수(정수)와 냉수를 취수할 수 있는 정수기와, 정수, 냉수 및 온수를 취수할 수 있는 냉온 정수기가 있다.
이중 냉온 정수기는 다수의 필터로 구성된 필터유닛을 통과시켜 정수한 물을 냉각수단으로 냉각시켜 저장용기에 보관하거나 또는 가열수단으로 가열하여 저장용기에 보관하였다가 사용자의 요구가 있을 때 냉수 또는 온수를 제공한다.
이와 같이 일반적인 냉온 정수기는 냉수와 온수를 보관하기 위해 별도의 저장용기가 구비된다.
예를 들어 한국공개특허 제10-2011-0008627호에는 냉정수기에 대해 개시하고 있는 바, 이 냉정수기에는 유입되는 원수를 필터링하는 필터부에서 필터링된 정수를 저장하는 정수 탱크와, 상기 정수 탱크와 연결관으로 연결되어 상기 연결관을 통해 상기 정수 탱크와의 자연 수압차에 의해 상기 정수 탱크로부터 정수를 공급받는 냉수 탱크가 구비된다.
또한, 한국공개특허 제10-2013-0141200호에는 온수를 빠른 시간 내에 토출할 수 있는 냉온 정수기 또는 냉온수기에 대해 개시하고 있는 바, 이 냉온 정수기 또는 냉온 수기에는 내부에 물을 저장할 수 있고, 천장부가 상기 물의 표면과 미리 정해진 경사를 이루고 있으며, 상기 천장부 중 가장 높은 곳에 에어 벤트가 형성된 온수 탱크가 구비된다.
그런데, 이와 같은 종래의 냉온 정수기는 필연적으로 냉수와 온수를 저장하기 위한 저장용기 즉, 냉수 탱크와 온수 탱크를 모두 사용하므로 전체적으로 부피가 커지는 문제점이 발생한다.
또한, 냉수 탱크와 온수 탱크의 사용으로 인해 펌프와 수위조절센서 등을 구비하므로 비용 증가의 원인이 되고, 온수를 제공하기 위해서는 항상 높은 온도의 고온수 상태를 유지해야 하기 때문에 불필요한 에너지(전력)가 낭비되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 국내등록번호 제10-1668017호(등록일자 2016년10월14일)에는 코일형 수로관을 흐르는 물을 열양도체 블록과 열전소자를 이용해 순간적으로 냉각과 가열해서 취수할 수 있도록 냉온수를 공급하여, 냉수와 온수를 위한 저장용기와 그에 따른 펌프 등을 구비하지 않아도 되므로 부피를 소형화하면서 제조비용을 줄일 수 있고, 높은 온도의 온수를 유지할 필요가 없으므로 불필요한 에너지(전력) 낭비를 줄일 수 있는 정수기의 순간 냉온수 장치가 기재되어 있다.
그러나 이와 같은 정수기의 순간 냉온수 장치는 다수의 열전소자를 사용하면서도 열악한 영하의 기온에서도 빠른 시간 안에 고효율의 온수를 만들어 공급하기에는 한계가 있었다.
또한, 종래의 냉온 정수기를 구성하기 위해서는 냉수 제조를 위해 컴프레셔가 필요하고 온수 제조를 위해 히터가 필요하기 때문에 전체 냉온정수기의 구성이 복잡해지고 이로 인해 컴팩트한 냉온정수기를 설계하기가 어려운 단점이 있었다.
국내공개번호 제10-2011-0008627호(공개일자 2011년01월27일) 국내공개번호 제10-2013-0141200호(공개일자 2013년12월26일) 국내등록번호 제10-1668017호(등록일자 2016년10월14일)
본 발명은 이상에서 설명한 종래기술의 단점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 열전소자를 이용하여 냉수나 온수를 만들어 지속적으로 공급할 수 있는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온수모드시 외부의 온도와 열전소자의 반작용면의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 열전소자의 반작용면에 자동으로 열을 인가하는 온도편차 제어를 실행할 수 있는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치는, 정수기의 필터 유닛(210)에서 배출된 정수를 열교환을 위해 수용될 수 있는 소정 형상의 열교환부(110)와; 상기 열교환부의 내부에 설치되며, 상기 필터 유닛(210)에서 배출되는 정수를 강제적으로 흡입하는 수중 펌프(120)와; 상기 열교환부(110)에 부분적으로 돌출되도록 결합되며, 상기 수중 펌프(120)에 의해 강제적으로 흡입된 정수를 가열 또는 냉각시켜 배출하는 열전 모듈부(130)와; 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치되어, (1) 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 반작용측과 상기 정수기의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 반작용측에 자동으로 열을 인가하는 전기식 가열체(140)와; 상기 열전 모듈부(130) 및 상기 정수기의 외표면에 각각 설치되어, 상기 열전 모듈부(130) 에서 배출되는 정수의 온도와 상기 정수기의 주변 온도를 감지하는 온도 감지부(150)와; 상기 온도 감지부(150) 또는 수위 감지부(160)의 감지 결과나 사용자의 조작에 따라 상기 수중 펌프(120)의 구동과 상기 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 상기 열전 모듈부(130)에 접촉되는 정수를 가열 또는 냉각하도록 제어하며, 온수모드시 (1) 상기 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 상기 반작용측과 상기 정수기의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 제어부(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치에 따르면, 열전소자를 이용하여 냉수나 온수를 만들어 지속적으로 공급할 수 있어, 계절에 상관없이 시원하거나 따듯한 정수를 음용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본발명은 냉.온수를 1개의 냉온조절엔진 역할을 하는 열전소자를 이용하여 만들 수 있기에 온열기능은 종래의 히터 방식보다 빠르고 높게 순간히팅이 가능하고, 냉열기능도 같은공간에서 2개의 엔진을 사용하는 기존방식보다 1개의 엔진을 이용하기 때문에 냉열과 온열을 공급하기 때문에 더 빠르고 많은 양을 공급할 수 있다.
또한, 온수모드시 외부의 온도와 열전소자의 반작용면의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 열전소자의 반작용면에 자동으로 열을 인가하는 온도편차 제어를 실행할 수 있어, 열악한 영하의 기온에서도 빠른 시간 안에 고효율의 온수를 만들 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 블럭도이며;
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 회로 연결관계를 설명하기 위한 블록 구성도이며;
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 제어부의 블록 구성도이며;
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 열전소자의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 블럭도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 구성과 동작을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 설명도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용된 냉온 정수기는 소정 형상의 하우징, 하우징의 내부에 설치되는 하나 이상의 필터 유닛(210), 펌프(미도시), 냉,온수조절장치로 구성되며, 공급방식에 따라 온수 저장부(220), 냉수 저장부(230)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치는, 열교환부(110), 수중 펌프(120), 열전 모듈부(130), 전기식 가열체(140), 온도 감지부(150), 수위 감지부(160), 제어부(170), 전원 공급부(180)로 구성된다.
여기서, 열교환부(110)는 냉,온수조절장치의 필터부에서 정수된 물이 바로 토출되거나, 온수 저장부(220) 또는 냉수 저장부(230)에 저장되기 전에 일시적으로 수용될 수 있는 소정 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 수중 펌프(120)는 열교환부(110)의 내부에 설치되어, 제어부(170)의 제어에 따라 필터 유닛(210)에서 정수된 물을 강제적으로 열교환부(110)으로 흡입하도록 동작한다.
또한, 열전 모듈부(130)는, 냉,온수조절장치의 내부에 설치되여, 제어부(170)의 제어에 따라 열교환부(110)에 유입된 정수를 가열 또는 냉각시켜 바로 배출되거나, 온수 저장부(220) 또는 냉수 저장부(230)로 배출한다.
여기서, 열전 모듈부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환부(110)의 내부에 형성된 설치공간에 돌출되도록 장착되며, 제어부(170)의 제어에 따라 작용면(S3)이 발열 또는 흡열동작을 실행하는 열전소자(133)와, 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)과, 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)으로 구성되어, 열전소자(133)에서 발생하는 열을 외측방향으로 방출하는 방열소자(135)로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 열전소자(133)는 펠티어 소자, 열전 변환 소자, 반등체 소자, 펠티에 소자, 온도 모듈, TEC, 라고도 표현하며, 직류 전류에 의해 냉각 · 가열· 온도 제어를 자유롭게 하는 반도체 소자이며, 열전소자에 직류 전류를 흐르게 함으로써 (1)소자의 양면에 온도차가 발생시키고, (2)저온 측에서 흡열, 고온 측에서 발열이 일어나 열전소자의 저온 측에서 고온 측으로 열을 밀어. 즉, 열 펌프의 역할을 하며, (3)전류의 극성을 바꾸는 것만으로 펌핑하는 열 방향을 바꾸고 또한 전류의 크기를 바꾸는 것으로, 펌핑되는 열량의 크기를 바꿀 수 있다.
또한, 전기식 가열체(140)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 열전 모듈부(130)의 반작용측의 하측 방열판(135b) 사이에 삽입되거나 면접촉되도록 설치되어, 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)과 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우나, 정수기의 주변과 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우에 하측 방열판(135b)에 설치된 전기식 가열체(140)으로 자동으로 열을 인가하도록 동작하는 것이 바람직하다.
여기서, 전기식 가열체(140)는 전기저항 열선, PCT 발열소자, 코일 히터, 투입히터, 카트리지 히터, 주물 히터, 씨즈 히터, 할로겐 히터, 적외선 히터, 핀 히터,세라믹 밴드 히터, 후렌지 히터 등에서 선택될 수 있으며, 전기를 이용하는 가열체는 모두 적용이 가능하다.
또한, 온도 감지부(150)는 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)에 설치된 제1 온도감지센서(151)와, 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)에 설치된 제2 온도감지센서(153)와, 정수기의 외측면에 설치된 제3 온도감지센서(155)로 구성되어, 온수 저장부(220) 또는 냉수 저장부(230)로 배출되는 정수의 온도와, 정수기의 주변 온도를 주기적으로 측정하여 제어부(170)로 각각 전달한다.
한편, 수위 감지부(160)는 온수 저장부(220)에 설치되어 온수 저장부(220)의 수위를 주기적으로 감지하는 온수 수위 감지센서(161)와, 냉수 저장부(230)에 설치되어 냉수 저장부(230)의 수위를 주기적으로 감지하는 냉수 수위 감지센서(163)로 구성되어, 온수 저장부(220) 및 냉수 저장부(230)의 수위를 주기적으로 측정하여 제어부(170)으로 각각 전달한다.
또한, 제어부(170)는 정수기의 내부에 설치되며, 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 열전 모듈부(130)를 통과하는 정수를 가열 또는 냉각하며, 온수 모드시 외부의 온도와 열전 모듈부(130)의 반작용측의 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 것이 바람직하다.
한편, 제어부(170)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,155)에서 아날로그로 신호 형태로 감지된 온도값을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(171)와, 제어부(170)의 제어에 따라 열전소자(133)에 인가되는 직류전류의 방향을 변환하는 정역전환회로(172)와, 제어부(170)의 제어에 따라 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,155)에서 검출된 온도 값에 상응하도록 정역전환회로(172)의 출력전류의 방향을 제어하거나, 전기식 가열소자(140)를 가열하기 위해 전원공급부(미도시)의 동자글 제어하는 마이크로프로세서(173)로 구성된다.
여기서, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는, 정수기의 주변 온도가 영상일 때는 열전소자(133)의 반작용면(S1)의 온도가 흡열작용이 원활하도록 하우징(110)의 주변 온도 보다도 상대적으로 2~3℃ 정도 낮도록 제어하고, 정수기의 주변 온도가 영하일 때는 하우징의 주변 온도를 무시하고 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 결로나 수증기의 응결이 발생하지 않도록 온도편차를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 전원 공급부(180)는 정수기에 구비되는 배터리를 사용하거나, 별도의 외부 전원공급장치를 사용하여도 무방할 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명이 적용된 냉온 정수기는 소정 형상의 하우징, 하우징의 내부에 설치되는 하나 이상의 필터 유닛(210), 펌프(미도시), 온수 저장부(220), 냉수 저장부(230), 냉,온수조절장치로 구성되며, 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치는, 제1 열교환부(110), 제2 열교환부(110a), 제1 수중 펌프(120), 제2 수중 펌프(12a), 열전 모듈부(130), 전기식 가열체(140), 온도 감지부(150), 수위 감지부(160), 제어부(170), 전원 공급부(180)으로 구성된다.
즉, 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치와 비교하여 볼때 제1 열교환부(110), 제2 열교환부(110a), 제1 수중 펌프(120), 제2 수중 펌프(12a)의 구성이 다르며, 열전 모듈부(130)는, 냉,온수조절장치의 내부에 설치되여, 제어부(170)의 제어에 따라 열교환부(110)에 유입된 정수를 가열 또는 냉각시켜 온수 저장부(220) 또는 냉수 저장부(230)로 배출한다.
여기서, 열전 모듈부(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 열교환부(110) 및 제2 열교환부(110a)의 내부에 형성된 설치공간에 돌출되도록 장착되어, 제어부(170)의 제어에 따라 열전소자(133)의 일측 작용면(S3)이 발열동작을 하면 타측 반작용면(S1)은 흡열동작을 실행할 수 있다.
이에 따라 냉열기능도 같은공간에서 2개의 냉온 엔진을 사용하는 기존방식보다 1개의 냉온엔진을 사용하여 냉열과 온열을 동시에 공급하기 때문에 더 빠르고 많은 양을 공급할 수 있는 것이다. 또한, 기존의 냉각기와 온열기가 각각 1개씩 있는 냉온엔진구조에 1개의 냉온겸용 엔진을 사용하기 때문에 공간의 효율성도 높아질 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치의 동작을 설명한다.
(1) 초기 상태 설정
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치를 사용하기 위해서는 제어부(170)의 제어에 따라 수중 펌프(120), 열전소자(133), 온도 감지부(150), 수위 감지부(160)를 동작시킬 수 있는 상태인지를 판단하고, 정상상태로 판단되면 정수기의 외측면에 장착된 상태 표시등을 이용하여 정상상태임을 표시한다.
(2) 온수 또는 냉수 수위 감지
제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 현재 상태가 정상상태로 판단되면, 수위 감지부(160)에서 주기적으로 전달하는 온수 저장부(220) 및 냉수 저장부(230)의 수위를 감지하여 미리 설정된 기준치 보다 낮은 수위인 경우에는 하나의 열교환부(110)가 형성된 경우에는 온수모드 또는 냉수모드를 선택적으로 실행하거나, 열교환부(110)가 온수용 열교환부와 냉수용 열교환부로 독립적으로 형성된 경우에는 온수모드 또는 냉수모드를 동시에 실행할 수 있다.
(3) 온수모드
제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 먼저 수중 펌프(120)를 구동시켜 정수기의 필터 유닛(210)를 통과한 정수를 열교환부(110)으로 강제적으로 흡입하는데, 이때 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)에 장착된 상측 방열판(135a)이 열교환부(110)에 부분적으로 돌출되도록 장착되었기에 열교환부(110)의 정수가 상측 방열판(135a)에 접촉될 수 있다.
한편, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 정역전환회로(172)를 제어하여 열전소자(133)에 들어가는 전류의 방향을 열전소자(133)의 작용면(S3)이 열교환부(110)로 향하도록 전원 공급부(180)를 제어하여 미리 설정된 방향(+ 또는 -방향)의 직류 전류를 열전소자(133)로 인가한다.
이에 따라 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)은 열을 방출하는 동시에 열전소자(133)의 반작용면(S1)은 열을 흡수하기 때문에 열전소자(133)의 작용면(S3)에 설치된 방열소자(135)의 상부 방열판(135a)을 면접촉되는 정수는 가열되어 온수로 온수 저장부(220)에 저장된다.
한편, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 현재 모드가 온수모드인 경우, 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)에 설치된 제1 온도감지센서(151)와, 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)에 설치된 제2 온도감지센서(153)에서 감지한 온도감지값 또는 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)에 설치된 제2 온도감지센서(153)와 정수기의 외측면에 설치된 제3 온도감지센서(153)의 온도 감지값을 각각 주기적으로 수신하여 두 온도값의 차이가 미리 설정된 온도범위를 초과하지 않는 경우에는 방열소자(135)의 하부 방열판(135b)의 흡열기능이 정상적인 상태로 판단하고 전기식 가열체(140)를 동작시키지 않으나, 두 온도값의 차이가 미리 설정된 온도범위를 초과하는 경우에는 결로가 발생하거나 수증기가 응결되는 상황 등과 같이 방열소자(135)의 하부 방열판(135b)의 흡열기능이 정상적이지 않은 상태로 판단하고 전기식 가열체(140)를 동작되도록 제어한다.
즉, 제어부(170)는 정수기 주변의 외기 온도가 영상일 때는 열전소자(133)의 작용면(S3)의 방열소자(135)의 하부 방열판(135b)의 온도가 흡열작용이 원활하도록 정수기의 주변 온도 보다도 상대적으로 2~3℃ 정도 낮도록 제어하고, 정수기 주변 온도가 영하일 때는 정수기 주변 온도를 무시하고 열전소자(133)의 반작용면(S1)측에 장착된 방열소자(135)의 하부 방열판(135b)에 결로나 수증기의 응축이 발생하지 않도록 온도를 제어하도록 동작하는 것이 바람직하다.
(3) 냉수모드
제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 먼저 수중 펌프(120)를 구동시켜 정수기의 필터 유닛(210)를 통과한 정수를 열교환부(110)으로 강제적으로 흡입하는데, 이때 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)에 장착된 상측 방열판(135a)이 열교환부(110)에 부분적으로 돌출되도록 장착되었기에 열교환부(110)의 정수가 상측 방열판(135a)에 접촉될 수 있다.
한편, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 정역전환회로(172)를 제어하여 열전소자(133)에 들어가는 전류의 방향을 열전소자(133)의 반작용면(S3)이 열교환부(110)로 향하도록 전원 공급부(180)를 제어하여 미리 설정된 방향(+ 또는 -방향)의 직류 전류를 열전소자(133)로 인가한다.
이에 따라 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 반작용면(S3)은 열을 흡수하는 동시에 열전소자(133)의 작용면(S1)은 열을 방출하기 때문에 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 설치된 방열소자(135)의 상부 방열판(135a)을 면접촉되는 정수는 냉각되어 만들어진 냉수가 냉수 저장부(230)에 저장된다.
(3) 냉온수모드
제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 제1 수중 펌프(120) 또는 제2 수중 펌프(120a)를 선택적으로 구동시키거나, 제1 수중 펌프(120)와 제2 수중 펌프(120a)를 동시에 구동시켜 정수기의 필터 유닛(210)를 통과한 정수를 제1 열교환부(110)나 제2 열교환부(110a)로 강제적으로 흡입하거나 또는 제1 열교환부(110) 및 제2 열교환부(110a)로 동시에 강제적으로 흡입하는데, 이때 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)에 장착된 상측 방열판(135a)이 제1 열교환부(110)에 부분적으로 돌출되도록 장착되고, 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 장착된 하측 방열판(135b)이 제2 열교환부(110a)에 부분적으로 돌출되도록 장착되었기에 제1 및 제2 열교환부(110,110a)의 정수가 상측 및 하측 방열판(135a,135b)에 각각 접촉될 수 있다.
한편, 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는 정역전환회로(172)를 제어하여 열전소자(133)에 들어가는 전류의 방향을 열전소자(133)의 작용면(S3)이 열교환부(110)로 향하도록 전원 공급부(180)를 제어하여 미리 설정된 방향(+ 또는 -방향)의 직류 전류를 열전소자(133)로 인가한다.
이에 따라 열전 모듈부(130)의 열전소자(133)의 작용면(S3)은 열을 방출하는 동시에 열전소자(133)의 반작용면(S1)은 열을 흡수하기 때문에 열전소자(133)의 작용면(S3)에 설치된 방열소자(135)의 상부 방열판(135a)을 면접촉되는 정수는 가열된 온수로 배출되거나, 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 설치된 방열소자(135)의 하부 방열판(135b)을 면접촉되는 정수는 냉각된 냉수로 배출되거나, 온수와 냉수가 동시에 배출될 수 있다.
명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바을 둔다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 열교환부 120 : 수중 펌프
130 : 열전 모듈부 133 : 열전소자
135 : 방열판 135a : 상측 방열판
135b : 하측 방열판 137a : 상측 송풍기
137b : 하측 송풍기 140 : 전기식 가열체
150 : 온도 감지부 151~155 : 온도 감지센서
160 : 수위 감지부 161, 163 : 수위 감지센서 170 : 제어부 171 : A/D변환기
172 : 정역전환회로 173 : 마이크로프로세서
180 : 전원 공급부

Claims (4)

  1. 정수기의 필터 유닛(210)에서 배출된 정수를 열교환을 위해 수용될 수 있는 소정 형상의 열교환부(110)와;
    상기 열교환부의 내부에 설치되며, 상기 필터 유닛(210)에서 배출되는 정수를 강제적으로 흡입하는 수중 펌프(120)와;
    상기 열교환부(110)에 부분적으로 돌출되도록 결합되며, 상기 수중 펌프(120)에 의해 강제적으로 흡입된 정수를 가열 또는 냉각시켜 배출하는 열전 모듈부(130)와;
    상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치되어, (1) 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 반작용측과 상기 정수기의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 반작용측에 자동으로 열을 인가하는 전기식 가열체(140)와;
    상기 열전 모듈부(130) 및 상기 정수기의 외표면에 각각 설치되어, 상기 열전 모듈부(130) 에서 배출되는 정수의 온도와 상기 정수기의 주변 온도를 감지하는 온도 감지부(150)와;
    상기 온도 감지부(150) 또는 수위 감지부(160)의 감지 결과나 사용자의 조작에 따라 상기 수중 펌프(120)의 구동과 상기 열전 모듈부(130)에 인가되는 직류 전류의 방향을 제어하여 상기 열전 모듈부(130)에 접촉되는 정수를 가열 또는 냉각하도록 제어하며, 온수모드시 (1) 상기 작용측 및 반작용측의 온도 또는 (2) 상기 반작용측과 상기 정수기의 주변 온도가 미리 설정된 온도범위를 벗어나는 경우 상기 열전 모듈부(130)의 반작용측에 설치된 상기 전기식 가열체(140)를 가열하여 온도편차 제어를 실행하는 제어부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전 모듈부(130)는,
    상기 정수기의 내부에 형성된 설치공간에 장착되며, 상기 제어부(170)의 제어에 따라 작용면(S3)이 발열 또는 흡열동작을 선택적으로 실행하는 열전소자(133)와;
    상기 열전소자(133)의 작용면(S3)을 감싸는 상측 방열판(135a)과 상기 열전소자(133)의 반작용면(S1)을 감싸는 하측 방열판(135b)으로 구성되어, 상기 열전소자(133)에서 발생하는 열을 외측방향으로 방출하는 방열소자(135)로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(170)는,
    상기 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153,153)에서 아날로그로신호 형태로 감지된 온도값을 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(171)와;
    상기 열전소자(133)에 인가되는 직류전류의 방향을 변환하는 정역전환회로(172)와;
    상기 조작부(160)에서 설정된 온도값에 따라 제1 내지 제3 온도감지센서(151,153)에서 검출된 온도 값에 따라 상기 정역전환회로(172)의 출력전류의 방향을 제어하거나, 상기 전기식 가열소자(140)를 가열하기 위해 전원 공급부를 제어하는 마이크로프로세서(173)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치.
  4. 상기 제어부(170)의 마이크로프로세서(173)는,
    상기 정수기의 주변 온도가 영상일 때는 상기 열전소자(133)의 반작용면(S1)의 온도가 흡열작용이 원활하도록 상기 정수기의 주변 온도 보다도 상대적으로 2~3℃ 정도 낮도록 제어하고, 상기 정수기의 주변 온도가 영하일 때는 상기 정수기의 의 주변 온도를 무시하고, 상기 열전소자(133)의 반작용면(S1)에 결로나 수증기의 응결이 발생하지 않도록 온도편차를 제어하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉온 정수기의 냉,온수공급장치.
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