KR20170068763A

KR20170068763A - 순간식 보일러의 절수 장치

Info

Publication number: KR20170068763A
Application number: KR1020150175623A
Authority: KR
Inventors: 이돈형; 전성희; 유연한; 최기태; 양현준; 이가은; 이원석; 황명진
Original assignee: 롯데알미늄 주식회사
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-20
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: KR101867521B1

Abstract

온수 사용 시 배관 내의 온수 온도를 검출하여 일정 온도 이하이면 환수펌프를 통해 환수시키고 신속한 가열을 하여 일정 온도의 온수를 제공해줌으로써, 초기 온수 사용 시 낮은 온도의 물을 흘려보내서 발생하는 물 낭비를 방지할 수 있도록 한 순간식 보일러의 절수 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 수전에 내장된 수류 스위치가 동작하는지를 확인하는 단계; 상기 수류 스위치가 동작하면 상기 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 검출하는 단계; 검출한 배관의 온수 온도와 사용자에게 제공하는 온수 온도를 일정하게 유지하기 위해 설정된 기준 온도를 비교하는 단계; 상기 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준 온도보다 낮으면 온수 환수를 위한 환수밸브를 온 시키는 단계; 환수 펌프를 온 시키고, 온수 열교환기를 구동시켜 상기 배관 내의 온수 온도를 상기 기준 온도까지 상승시키는 단계; 및 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준온도보다 높으면 해당 관로의 솔레노이드밸브를 개방시켜 상기 수전을 통해 온수를 제공해주는 단계를 포함하여, 순간식 보일러의 절수방법을 구현한다.

Description

순간식 보일러의 절수 장치 및 그 방법{Water saving device of instantaneous boiler and method thereof}

본 발명은 순간식 보일러의 절수에 관한 것으로, 특히 온수 사용 시 배관 내의 온수 온도를 검출하여 일정 온도 이하이면 환수펌프를 통해 환수시키고 신속한 가열을 하여 일정 온도의 온수를 제공해줌으로써, 초기 온수 사용 시 낮은 온도의 물을 흘려보내서 발생하는 물 낭비를 방지할 수 있도록 한 순간식 보일러의 절수 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가정용 보일러는 주택의 난방을 제공하면서 동시에 온수를 공급하기 위하여 이용되는 것으로서, 연료의 형태 및 버너의 형태 등에 따라 다양한 형식의 보일러가 개발되고 있다.

이러한 보일러 중 순간식 보일러는 사용자의 온수 사용시마다 즉시 보일러를 가동하여 순간적으로 직수(수돗물)를 가열하여 온수를 제공한다. 이때, 초기 온수 사용 시 보일러와 샤워기 및 수도꼭지와의 배관으로는 낮은 수온의 물이 출력된다. 따라서 사용자는 온수 사용 초기에 흘러나오는 낮은 온도의 물은 그대로 흘려보내고, 이후 가열된 온수를 사용한다.

이로 인해 온수 사용 초기에 차가운 물이 버려지는 낭비가 발생한다. 이러한 물 낭비를 방지하기 위해 하기의 <특허문헌 1> 및 <특허문헌 2> 와 같은 종래기술이 제안되었다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 실내의 난방배관(50)으로 난방순환수가 방출되는 난방용 열교환기와 상수도관을 통해 유입된 냉수가 열 교환되어 온수가 방출되는 온수 열교환기(20)가 각각 구비된 보일러에서, 상기 온수 열교환기(20)로 공급되는 저온의 직수를 저장하는 저장탱크(60)가 구비되고, 상기 저장탱크(60)의 내측에 주 열교환기(10)에서 배출되는 온수가 순환되어 저장탱크(60)의 직수와 열 교환되도록 하는 온수 순환부(70)가 구비된다. 아울러 상기 저장탱크(60)를 통과하여 상기 온수 열교환기(20)를 통과한 직수가 다시 저장탱크(60)를 통과한 후 외부로 배출되도록 구성된다.

여기서, 저장탱크(60)는 상수도관에서 유입되는 저온의 직수를 저장하는 냉수저장부(61)와, 상기 냉수저장부(61)의 일측에 결합되고 온수 열교환기(20)를 통과하여 온도가 상승한 직수를 저장하는 온수저장부(62)를 포함한다.

이러한 구성을 통해, 온수 저탕을 위한 연료 소비가 최소화되면서도, 온수의 초기 사용시에 낮은 온도의 물이 지속적으로 방출되는 것을 방지하고, 신속하게 정상 온도의 온수가 방출되어 온수 활용의 편의성이 더욱 증대될 뿐만 아니라, 온수의 방출을 일시적으로 중단시킨 후 재사용 할 경우에도 온도 편차가 적은 온수가 안정적으로 방출되어 보일러에 의한 온수의 활용성이 극대화되는 효과를 가지게 된다.

<특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 상수도를 통해 유입되는 물을 열교환기를 통해 열 교환시켜 온수를 공급하는 보일러; 상기 보일러를 통해 가열된 온수가 공급되도록 수전이 설치된 공급관; 상기 공급관의 단부와 수전 사이에 연결 설치되어 상기 공급관을 개폐 가능하게 구비되는 솔레노이드밸브; 일단이 솔레노이드밸브에 연결되고, 다른 단이 상기 직수관에 연결되는 순환관; 상기 공급관에서 분기되어 순환관을 통해 유동하는 물의 온도를 감지하도록 순환관의 경로 상에 설치되는 온도센서; 상기 순환관의 경로 상에 설치되며 상기 순환관으로 유입되는 물이 직수관과 보일러를 거쳐 다시 순환관으로 유동 가능하도록 구비되는 순환펌프; 및 상기 솔레노이드밸브와 온도센서 및 순환펌프와 전기적으로 연결 설치되며 상기 온도센서가 감지한 물의 온도 값을 전송받아 세팅된 기준 값 이하일 때 상기 솔레노이드밸브를 닫은 상태에서 순환펌프를 작동시켜 직수관을 통해 공급된 물이 순환관을 순환하도록 제어하고, 세팅된 기준 값 이상일 때는 상기 솔레노이드밸브를 오픈시킴과 동시에 순환펌프의 작동을 중지시켜 수전을 통해 온수를 공급하도록 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

이러한 구성을 통해, 가정의 주방 또는 욕실에서 온수를 사용하기 위해 수전을 작동시킬 때, 보일러와 수전 사이에 연결 설치된 공급관 내부의 차가운 물이 수전을 통해 그대로 공급됨으로써, 온수가 나올 때까지 불필요하게 흘려 버려야 했던 물의 낭비를 방지하며 에너지를 절약한다.

대한민국 등록특허 10-0993832호(2010.11.05. 등록)(발명의 명칭: 순간식 보일러의 온수 저탕장치) 대한민국 등록특허 10-0757381호(2007.09.04. 등록)(발명의 명칭: 온수 보일러의 절수시스템)

그러나 상기와 같은 종래기술들은 사용자에게 공급되는 온수 온도가 일정하지 않은 단점이 있다.

예컨대, 실제 온수 사용 시 보일러가 정상적으로 가동하여 가열을 통해 공급해주는 온수 온도와 순환펌프를 통해 순환시킨 온수 온도가 상이하여, 사용자가 실제 온수 사용 시 초기와 보일러 가동 후의 온수 온도가 일정하지 않는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 온수 사용 시 배관 내의 온수 온도를 검출하여 일정 온도 이하이면 환수펌프를 통해 환수시키고 신속한 가열을 하여 일정 온도의 온수를 제공해줌으로써, 초기 온수 사용 시 낮은 온도의 물을 흘려보내서 발생하는 물 낭비를 방지할 수 있도록 한 순간식 보일러의 절수 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 배관 내 일정 온도 이하의 수온 시 환수펌프를 통해 환수시켜 배관 내의 수온을 항상 일정 온도로 유지시켜, 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급할 수 있도록 한 순간식 보일러의 절수 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수 장치는 수전에 내장되며, 수전의 동작 상태를 감지하는 수류 스위치; 상기 수전에 온수를 공급해주는 배관 내의 온수 온도를 검출하는 온도감지부; 상기 온도감지부에 의해 감지된 배관 내의 온수 온도와 기설정된 기준 온도를 비교하고, 상기 온도 비교 결과에 따라 배관 내의 온수 온도를 가열하도록 제어하거나 온수를 공급하도록 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 배관 내의 온수를 상기 수전으로 출수해주는 솔레노이드밸브; 상기 배관 내의 온수를 환수측으로 순환시키는 환수밸브; 상기 제어부의 제어에 따라 환수밸브를 통해 순환되는 온수를 환수하여 저장탱크에 저장하는 환수 펌프; 상기 저장탱크에 환수되는 온수를 가열하여 상기 배관 내의 온수가 일정 온도를 유지하도록 하는 온수 열교환기를 포함한다.

상기에서 온도감지부는 온수 온도를 감지하는 수온 센서를 이용하며, 수전이 복수일 경우, 각각의 수전에 연결되는 배관에서 온수 온도를 검출하는 복수의 수온 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 솔레노이드밸브는 수전의 개수에 대응하게 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수 장치는 수전과 수전 사이의 관로에 설치되어, 온수를 공급 또는 차단하는 복수의 전자밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수방법은 (a) 수전에 내장된 수류 스위치가 동작하는지를 확인하는 단계; (b) 상기 수류 스위치가 동작하면 상기 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 검출하는 단계; (c) 검출한 배관의 온수 온도와 사용자에게 제공하는 온수 온도를 일정하게 유지하기 위해 설정된 기준 온도를 비교하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 비교 결과, 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준 온도보다 낮으면 온수 환수를 위한 환수밸브를 온 시키는 단계; (e) 상기 (d)단계 후, 환수 펌프를 온 시키고, 온수 열교환기를 구동시켜 상기 배관 내의 온수 온도를 상기 기준 온도까지 상승시키는 단계; (f) 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준온도보다 높으면 해당 관로의 솔레노이드밸브를 개방시켜 상기 수전을 통해 온수를 제공해주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 (a)단계는 수전이 복수일 경우, 각각의 수전에 각각 내장된 수류 스위치의 동작 상태를 확인하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 온수 사용 시 배관 내의 온수 온도를 검출하여 일정 온도 이하이면 환수펌프를 통해 환수시키고 신속한 가열을 하여 일정 온도의 온수를 제공해줌으로써, 초기 온수 사용 시 낮은 온도의 물을 흘려보내서 발생하는 물 낭비를 방지하여, 절수를 구현할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 배관 내 일정 온도 이하의 수온 시 환수펌프를 통해 환수시켜 배관 내의 수온을 항상 일정 온도로 유지시켜, 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 종래 가정용 순간식 보일러의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수 장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수 방법을 보인 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순간식 보일러의 절수 장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

<실시 예1>

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순간식 보일러의 절수 장치의 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 온수를 최초로 개방하여 사용할 때 단시간 내에 정상 온도의 온수가 배출되도록 함과 동시에 온수를 일시적으로 차단 시킨 후 재사용할 경우에도 온도의 편차가 적은 온수가 안정적으로 배출되도록 한 것으로서, 난방수를 가열하는 주 열교환기(10)와 외부에서 공급되는 저온의 직수를 가열하여 온수를 배출하는 온수 열교환기(20), 주 열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방 수를 온수 열교환기(20)와 난방배관(50)으로 선택적으로 공급하는 삼방 밸브(30) 및 난방수의 강제 순환이 이루어지도록 하는 순환모터(40)를 구비한다.

아울러, 통상의 상수도관 등을 통해 유입되는 저온의 직수를 일시적으로 저장하는 저장탱크(60)가 구비되고, 저장탱크(60)의 내측에 난방수의 열교환에 의해 저온의 직수를 가열하는 온수 순환부(70)가 구비된다.

또한, 상기 주 열교환기(10)는 보일러의 버너와 결합되어 연료가 연소될 때 발생하는 열에 의해 난방 수가 가열되도록 하고, 주 열교환기(10)에서 고온으로 가열된 난방 수가 온수 열교환기(20) 또는 난방배관(50)으로 공급되도록 한다.

이때, 상기 난방배관(50)은 실내에 배치되어 난방 역할을 수행하도록 하고, 상기 온수 열교환기(20)는 보일러의 내측에 배치되어 온수 사용을 위해 외부의 상수도관 등을 통해 공급되는 저온의 직수가 난방 수와 열 교환되면서 가열되도록 하여 원활한 온수의 사용이 이루어지도록 한다.

더불어, 상기 온수 열교환기(20)의 난방수 유입 배관 상에는 난방 작동시에 주 열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방 수가 난방배관(50)으로 흐르도록 하고, 온수 사용시에 직수의 유입을 감지하여 난방 수가 온수 열교환기(20)로 흐르도록 하는 삼방 밸브(30)를 구비하여 난방수의 최적 사용이 가능해지도록 하는 것이 바람직하다. 아울러 난방 수가 흐르는 관로 상에는 난방수의 강제 흐름이 발생하도록 하는 통상의 순환모터(40)를 구비함으로써, 난방 수가 신속하고 원활하게 흐르면서 지속적인 열교환이 이루어지도록 한다.

상기 저장탱크(60)는 상수도관을 통해 보일러의 내측으로 유입되는 저온의 직수를 일시적으로 저장하는 것으로서, 약 5L 내외의 물을 저장하는 통상의 물탱크로 형성되도록 하되, 그 내측에 주 열교환기(10)에서 방출된 고온의 난방 수가 흐르면서 저온의 직수와 열교환이 이루어지도록 하는 온수 순환부(70)를 구비하여 저장탱크(60)에 저장된 저온의 직수가 일정 온도로 가열되도록 한다.

이때, 상기 저장탱크(60)는 상수도관에서 유입되는 저온의 직수를 저장하는 냉수저장부(61)와, 냉수저장부(61)의 일측에 일체로 결합하며, 냉수저장부(61)를 통과한 저온의 직수가 온수 열교환기(20)를 거쳐 온도가 상승한 후 다시 저장탱크(60)에 일시적으로 저장된 상태에서 수전(수도꼭지) 등을 통해 방출되도록 하는 온수저장부(62)가 마련된다.

또한, 상기 온수 순환부(70)는 저장탱크(60)의 외면에 주 열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방 수가 유입 및 방출되도록 하는 유입구(711)와 배출구(712)가 형성되도록 하고, 냉수저장부(61)의 내측에는 유입구(711)를 통해 흘러들어온 고온의 난방수와 저온의 직수 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 코일 형상의 냉수 예열관(71)을 포함하며, 유입구(711)의 전방 측에는 난방수의 유입을 개폐시키는 통상의 개폐밸브(713)를 구비함으로써, 냉수저장부(61)에 저장된 저온의 직수가 일정 온도로 상승한 후에는 불필요한 난방수의 순환이 차단되도록 한다.

이에 따라, 온수를 사용하지 않을 때 저장탱크(60)에 저장된 저온의 직수가 난방수와 열 교환되면서 일정 온도로 가열된 상태를 유지하게 되고, 온수를 사용할 때에는 수류 스위치가 직수의 유입을 감지하고, 버너를 작동시켜 주 열교환기(10)의 난방수를 가열시키며, 가열된 난방수가 온수 열교환기(20)로 공급되어 저온의 직수와 열교환하는 시간 동안 냉수저장부(61)에 저장된 직수가 온수 열교환기(20)를 통과하여 수도꼭지를 통해 방출됨으로써, 신속하게 온수를 사용할 수 있게 되는 것이다.

또한, 온수저장부(62)의 내측에는 냉수 예열관(71)과 마찬가지로 온수저장부(62)에 저장된 온수의 온도가 저하되는 것이 방지되도록 난방수의 열교환이 이루어지는 온수 예열관(72)이 더 구비한다.

이에 따라, 온수저장부(62)에서 방출되는 온수의 온도를 상시 일정하게 유지시킬 수 있게 되어 보일러에서 방출되는 온수의 온도 편차가 더욱 줄어들 뿐만 아니라, 온수의 온도를 더욱 정확하게 조절하고, 제어하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 온수 예열관(72)은 온수 온도의 정확한 제어를 위하여 냉수 예열관(71)과 별도의 배관으로 형성되도록 하는 것이 바람직하나, 냉수 예열관(71)과 일체의 배관으로 형성되도록 하여 난방수가 냉수저장부(61)에 저장된 저온의 직수 및 온수저장부(62)에 저장된 고온의 직수와 동시에 열 교환되도록 하는 것도 바람직하다.

한편, 상기와 같은 구성 및 동작은 도 1에 개시된 종래의 순간식 보일러의 구성 및 동작과 동일하다.

본 발명은 상기와 같은 일반적인 가정용 순간식 보일러에, 수전(141 ~ 143)에 내장되며, 수전(141 ~ 143)의 동작 상태를 감지하는 수류 스위치(131 ~ 133); 상기 수전(141 ~ 143)에 온수를 공급해주는 배관 내의 온수 온도를 검출하는 온도감지부(91 ~ 93); 상기 온도감지부(91 ~ 93)에 의해 감지된 배관 내의 온수 온도와 기설정된 기준 온도를 비교하고, 상기 온도 비교 결과에 따라 배관 내의 온수 온도를 가열하도록 제어하거나 온수를 공급하도록 제어하는 제어부(100); 상기 제어부(100)의 제어에 따라 상기 배관 내의 온수를 상기 수전(141 ~ 143)으로 출수해주는 솔레노이드밸브(126 ~ 128); 상기 배관 내의 온수를 환수측으로 순환시키는 환수밸브(121 ~ 123); 상기 제어부(100)의 제어에 따라 환수밸브(121 ~ 123)를 통해 순환되는 온수를 환수하여 저장탱크(60)에 저장하는 환수 펌프(110); 상기 저장탱크(110)에 환수되는 온수를 가열하여 상기 배관 내의 온수가 일정 온도를 유지하도록 하는 온수 열교환기(20)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수 장치는 수전과 수전 사이의 관로에 설치되어, 온수를 공급 또는 차단하는 복수의 전자밸브(124 ~ 125)를 포함한다.

여기서 본 발명은 수전을 3개만 사용하는 것으로 가정하였으며, 이에 따라 온도감지부(91 ~ 93)도 3개만 도시하였고, 그에 대응하여 솔레노이드밸브(126 ~ 128)도 3개만 도시하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 수전의 개수에 따라 온도감지부 및 솔레노이드밸브의 개수를 자유자재로 감소하거나 증가할 수 있음은 당해 분야에 종사하는 당업자라면 자명하다 할 것이다.

상기 온도감지부(19 ~ 93)는 온수 온도를 감지하는 수온 센서를 이용하는 것이 바람직하다. 수전이 복수일 경우, 각각의 수전에 연결되는 배관에서 온수 온도를 검출하는 수온 센서도 복수로 구현하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 온수를 사용하지 않는 상태에서, 복수의 환수밸브(121 ~ 123), 솔레노이드밸브(126 ~ 128) 및 전자밸브(124 ~ 125)는 오프 상태를 유지한다.

이와 같은 상태에서 사용자가 특정 수전을 이용하여 온수를 사용하면, 제어부(100)에서 이를 감지하고, 해당 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 측정하고, 측정한 온수 온도가 기준온도 이하이면 기준온도가 되도록 온수를 순간 가열한 후 온수를 공급함으로써, 사용자가 어느 수전을 이용하든지 어느 시점에서 온수를 사용하든지 항상 일정한 온도의 온수를 사용할 수 있게 되는 것이다.

이하 상기와 같은 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

예컨대, 사용자가 수전(141)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(141)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(141)에 내장된 수류 스위치(131)가 동작을 하여 제어부(100)에 수전(141)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(141)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(131)는 수전(141)에 연결되어, 사용자가 수전(141)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(141)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(141)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 그 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(91)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다. 이후, 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 환수밸브(121)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 전자 밸브(124, 125), 환수밸브(122, 123)는 모두 오프상태이다.

환수밸브(121)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 저장탱크(60)에 이송된 온수는 가시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(141)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(91)는 수류 스위치(131)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 상기 솔레노이드밸브(126)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(141)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 솔레노이드밸브(127 ~ 128), 전자 밸브(124, 125), 환수밸브(122, 123)는 모두 오프상태를 유지한다.

이로써 사용자는 항상 동일한 온도의 온수를 바로 이용할 수 있게 되는 것이다.

다음으로, 사용자가 수전(142)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(142)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(142)에 내장된 수류 스위치(132)가 동작을 하여 제어부(100)에 수전(142)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(142)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(132)는 수전(142)에 연결되어, 사용자가 수전(142)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(142)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(142)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 전자밸브(124)를 개방시키고, 이후 상기 수전(142)에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(92)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다. 이후, 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 환수밸브(122)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 전자 밸브(125), 환수밸브(121, 123)는 모두 오프상태이다.

환수밸브(122)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(141)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(92)는 수류 스위치(132)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 상기 솔레노이드밸브(127)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(142)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 솔레노이드밸브(126, 128), 전자 밸브(125), 환수밸브(121, 123)는 모두 오프상태를 유지한다.

또한, 사용자가 수전(143)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(143)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(143)에 내장된 수류 스위치(133)가 동작을 하여 제어부(100)에 수전(143)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(143)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(133)는 수전(143)에 연결되어, 사용자가 수전(143)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(143)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(143)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 전자밸브(124, 125)를 개방시키고, 이후 상기 수전(143)에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(93)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다. 이후, 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 환수밸브(123)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태이다.

환수밸브(123)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(143)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(93)는 수류 스위치(133)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 상기 솔레노이드밸브(128)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(143)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 솔레노이드밸브(126, 127), 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태를 유지한다.

한편, 사용자가 모든 수전(141 ~ 143)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(141 ~ 143)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(141 ~ 143)에 내장된 수류 스위치(131 ~ 133)가 모두 동작을 하여 제어부(100)에 수전(141 ~ 143)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(141 ~ 143)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(131 ~ 133)는 각각의 수전(141 ~ 143)에 연결되어, 사용자가 수전(141 ~ 143)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(141 ~ 143)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(141 ~ 143)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 전자밸브(124, 125)를 개방시키고, 이후 상기 수전(141 ~ 143)에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(91 ~ 93)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다. 이후, 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 각각 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 각각 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 환수밸브(123)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태이다.

환수밸브(123)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(141 ~ 143)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(91 ~ 93)는 수류 스위치(131 ~ 133)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 상기 솔레노이드밸브(126 ~ 128)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(141 ~ 143)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태를 유지한다.

이로써 사용자는 어느 수전을 이용하여도 항상 동일한 온도의 온수를 바로 이용할 수 있게 되는 것이다.

<실시 예 2>

도 3은 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타낸다.

본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수방법은 (a) 수전에 내장된 수류 스위치가 동작하는지를 확인하는 단계(S10); (b) 상기 수류 스위치가 동작하면 상기 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 검출하는 단계(S20); (c) 검출한 배관의 온수 온도와 사용자에게 제공하는 온수 온도를 일정하게 유지하기 위해 설정된 기준 온도를 비교하는 단계(S30); (d) 상기 (c)단계의 비교 결과, 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준 온도보다 낮으면 온수 환수를 위한 환수밸브를 온 시키는 단계(S40); (e) 상기 (d)단계 후, 환수 펌프를 온 시키고, 온수 열교환기를 구동시켜 상기 배관 내의 온수 온도를 상기 기준 온도까지 상승시키는 단계(S50 ~ S60); (f) 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준온도보다 높으면 해당 관로의 솔레노이드밸브를 개방시켜 상기 수전을 통해 온수를 제공해주는 단계(S70 ~ S80)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 순간식 보일러의 절수방법의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

예컨대, 사용자가 단계 S10과 같이 수전(141)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(141)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(141)에 내장된 수류 스위치(131)가 동작을 하여 제어부(100)에 수전(141)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(141)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(131)는 수전(141)에 연결되어, 사용자가 수전(141)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(141)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(141)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 단계 S20에서 상기 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(91)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다. 이후, 단계 S30에서 상기 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 비교한다.

다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 단계 S40으로 이동하여 환수밸브(121)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 전자 밸브(124, 125), 환수밸브(122, 123)는 모두 오프상태이다.

이어, 단계 S50에서 환수밸브(121)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 단계 S60에서 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(141)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(91)는 수류 스위치(131)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 단계 S70 및 단계 S80에서 상기 솔레노이드밸브(126)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(141)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 솔레노이드밸브(127 ~ 128), 전자 밸브(124, 125), 환수밸브(122, 123)는 모두 오프상태를 유지한다.

다음으로, 사용자가 단계 S10에서 수전(142)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(142)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(142)에 내장된 수류 스위치(132)가 동작을 하여 제어부(100)에 수전(142)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(142)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(132)는 수전(142)에 연결되어, 사용자가 수전(142)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(142)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(142)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 단계 S20에서 전자밸브(124)를 개방시키고, 이후 상기 수전(142)에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(92)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다.

이후, 단계 S30에서 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 단계 S40으로 이동하여 환수밸브(122)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 전자 밸브(125), 환수밸브(121, 123)는 모두 오프상태이다.

단계 S50에서 환수밸브(122)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 단계 S60에서 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(141)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(92)는 수류 스위치(132)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 단계 S70 및 S80에서 상기 솔레노이드밸브(127)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(142)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 솔레노이드밸브(126, 128), 전자 밸브(125), 환수밸브(121, 123)는 모두 오프상태를 유지한다.

또한, 사용자가 단계 S10에서 수전(143)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(143)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(143)에 내장된 수류 스위치(133)가 동작을 하여 제어부(100)에 수전(143)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(143)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(133)는 수전(143)에 연결되어, 사용자가 수전(143)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(143)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(143)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 전자밸브(124, 125)를 개방시키고, 이후 단계 S20에서 상기 수전(143)에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(93)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다. 이후, 단계 S30에서 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 단계 S40에서 환수밸브(123)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태이다.

이어, 단계 S50에서 환수밸브(123)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 단계 S60에서 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(143)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(93)는 수류 스위치(133)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 단계 S70 및 S80에서 상기 솔레노이드밸브(128)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(143)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 솔레노이드밸브(126, 127), 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태를 유지한다.

한편, 사용자가 단계 S10에서 모든 수전(141 ~ 143)을 이용하여 온수를 사용하고자 하여 수전(141 ~ 143)을 개방상태로 동작시키면, 상기 수전(141 ~ 143)에 내장된 수류 스위치(131 ~ 133)가 모두 동작을 하여 제어부(100)에 수전(141 ~ 143)이 개방상태임을 알린다. 즉, 사용자가 수전(141 ~ 143)을 이용하여 온수를 사용하는 것을 알려주게 된다. 여기서 수류 스위치(131 ~ 133)는 각각의 수전(141 ~ 143)에 연결되어, 사용자가 수전(141 ~ 143)을 개방상태로 동작시키면 접촉이 해제되고, 사용자가 수전(141 ~ 143)을 폐쇄상태로 동작시키면 접촉되어 사용자의 온수 사용 여부를 제어부(100)에 알리는 역할을 한다.

제어부(100)는 특정 수전(141 ~ 143)이 개방상태로 동작하면 즉, 온수 사용으로 인지되면 단계 S20에서 전자밸브(124, 125)를 개방시키고, 이후 상기 수전(141 ~ 143)에 연결된 배관의 온수 온도를 감지하는 온도감지부(91 ~ 93)를 통해 해당 배관의 온수 온도를 측정한다.

이후, 단계 S30에서 측정한 해당 배관 내의 온수 온도와 사용자에게 항상 동일한 온도의 온수를 공급하기 위해서 기설정된 기준 온도를 각각 비교한다. 다음으로, 상기 측정한 온수 온도와 상기 기준 온도를 각각 비교한 결과, 상기 온수 온도가 상기 기준온도보다 낮으면, 단계 S40으로 이동하여 환수밸브(123)와 환수펌프(110)를 개방시킨다. 이때, 솔레노이드밸브(126 ~ 128), 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태이다.

이어, 단계 S50에서 환수밸브(123)를 통해 환수되는 온수는 환수펌프(110)를 통해 저장탱크(60)로 이송된다. 다음으로, 단계 S60에서 저장탱크(60)에 이송된 온수는 다시 온수 열교환기(20)를 통해 가열되고, 상기 저장탱크(60)를 통해 상기 수전(141 ~ 143)의 배관으로 다시 공급된다.

온도감지부(91 ~ 93)는 수류 스위치(131 ~ 133)가 온 상태로 있는 동안, 지속적으로 온수 온도를 측정하여 실시간으로 제어부(100)에 전달하게 되고, 제어부(100)는 지속적으로 측정한 온수 온도와 기준온도를 비교한다. 이 비교결과 측정된 온수 온도가 상기 기준온도 이상이 되면, 단계 S70 및 S80에서 상기 솔레노이드밸브(126 ~ 128)를 개방시켜, 가열된 온수가 수전(141 ~ 143)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 환수밸브(121, 122)는 모두 오프상태를 유지한다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 가정용 순간식 보일러에서 온수 사용 시 항상 일정한 온도의 온수를 즉시 사용할 수 있도록 하는 기술에 적용된다.

10: 주 열교환기
20: 온수 열교환기
60: 저장탱크
91 ~ 93: 온도감지부
100: 제어부
110: 환수 펌프
121 ~ 123: 환수밸브
124, 125: 전자밸브
126 ~ 128: 솔레노이드밸브
131 ~ 133: 수류 스위치
141 ~ 143: 수전

Claims

순간식 보일러의 절수 장치로서,
수전에 내장되며, 수전의 동작 상태를 감지하는 수류 스위치;
상기 수전에 온수를 공급해주는 배관 내의 온수 온도를 검출하는 온도감지부;
상기 온도감지부에 의해 감지된 배관 내의 온수 온도와 기설정된 기준 온도를 비교하고, 상기 온도 비교 결과에 따라 배관 내의 온수 온도를 가열하도록 제어하거나 온수를 공급하도록 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 배관 내의 온수를 상기 수전으로 출수해주는 솔레노이드밸브;
상기 배관 내의 온수를 환수 측으로 순환시키는 환수밸브;
상기 제어부의 제어에 따라 환수밸브를 통해 순환되는 온수를 환수하여 저장탱크에 저장하는 환수 펌프; 및
상기 저장탱크에 환수되는 온수를 가열하여 상기 배관 내의 온수가 일정 온도를 유지하도록 하는 온수 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수 장치.
청구항 1에서, 상기 온도감지부는 온수 온도를 감지하는 수온 센서를 이용하며, 수전이 복수일 경우, 각각의 수전에 연결되는 배관에서 온수 온도를 검출하는 복수의 수온 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수 장치.
청구항 1에서, 상기 솔레노이드밸브는 수전의 개수에 대응하게 마련되는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수 장치.
청구항 1에서, 수전과 수전 사이의 관로에 설치되어, 온수를 공급 또는 차단하는 복수의 전자밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수 장치.
청구항 1에서, 상기 수류 스위치는 수전이 복수 개일 경우, 각각의 수전에 내장되는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수 장치.
순간식 보일러의 절수방법으로서,
(a) 수전에 내장된 수류 스위치가 동작하는지를 확인하는 단계;
(b) 상기 수류 스위치가 동작하면 상기 수전에 연결된 배관의 온수 온도를 검출하는 단계;
(c) 검출한 배관의 온수 온도와 사용자에게 제공하는 온수 온도를 일정하게 유지하기 위해 설정된 기준 온도를 비교하는 단계;
(d) 상기 (c)단계의 비교 결과, 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준 온도보다 낮으면 온수 환수를 위한 환수밸브를 온 시키는 단계;
(e) 상기 (d)단계 후, 환수 펌프를 온 시키고, 온수 열교환기를 구동시켜 상기 배관 내의 온수 온도를 상기 기준 온도까지 상승시키는 단계; 및
(f) 검출한 배관의 온수 온도가 상기 기준온도보다 높으면 해당 관로의 솔레노이드밸브를 개방시켜 상기 수전을 통해 온수를 제공해주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수방법.
청구항 6에서, 상기 (a)단계는 수전이 복수일 경우, 각각의 수전에 각각 내장된 수류 스위치의 동작 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 절수방법.