KR100760984B1 - 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템 - Google Patents

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KR100760984B1 KR1020070038720A KR20070038720A KR100760984B1 KR 100760984 B1 KR100760984 B1 KR 100760984B1 KR 1020070038720 A KR1020070038720 A KR 1020070038720A KR 20070038720 A KR20070038720 A KR 20070038720A KR 100760984 B1 KR100760984 B1 KR 100760984B1
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Abstract

본 발명은 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템에 관한 것으로, 순환배관 일측으로부터 분기되어 팽창된 열매체를 일시수용함과 동시에 열매체의 수축시 이를 재차 순환배관으로 환수시키는 팽창탱크와; 열매체의 팽창시 상기 팽창탱크로 열매체가 유입되는 통로로서 작용하는 팽창관에 설치되어 열매체의 흐름을 단속하되, 상호 병렬로 연결되는 제1전동밸브와 제1감압밸브를 포함하는 제1밸브수단과; 열매체의 수축시 상기 팽창탱크로부터 순환배관으로 열매체가 유출되는 통로로서 작용하는 환수관에 설치되어 열매체의 흐름을 단속하되, 상호 병렬로 연결되는 제2전동밸브와 제2감압밸브를 포함하는 제2밸브수단과; 상기 환수관에 설치되어 환수되는 열매체에 추진력을 제공하는 환수펌프와; 상기 환수관으로부터 분기되어 연결되며, 상기 환수관을 통하여 흐르는 열매체 일부를 수용하여 임시 저장하되, 순환배관 내의 압력이 급격히 감소하는 경우 저장된 열매체를 배출시켜 순환배관에 공급하는 수충격방지탱크와; 상기 수충격방지탱크에 저장 및 이로부터 배출되는 열매체의 역류를 방지하기 위하여 상기 환수관과 제2밸브수단사이에 설치되는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
순환배관, 팽창탱크, 수충격방지탱크

Description

냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템{SYSTEM FOR PREVENTING WATER HAMMER OF CIRCULATION PIPELINE FOR COOLING AND HEATING}
도 1 은 종래의 냉난방 배관 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 순환배관 110 : 열원시설
120 : 부하 130 : 순환펌프
140 : 제1압력센서 200 : 팽창탱크
210 : 팽창관 220 : 환수관
230 : 제1밸브수단 232 : 제1전동밸브
234 : 제1수동밸브 236 : 제1감압밸브
240 : 제2밸브수단 242 : 제2전동밸브
244 : 제2수동밸브 246 : 제2감압밸브
250 : 환수펌프 260 : 수충격방지탱크
261 : 고무격막 262 : 분기관
264 : 제2압력센서 266 : 체크밸브
270 : 레벨트랜스미터 300 : 제어부
본 발명은 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 순환배관계에서 밸브를 급속하게 열거나 닫을 때, 또는 정전시 밸브 또는 펌프의 급정지로 인한 배관 내의 수충격을 방지하기 위한 시스템에 관한 것이다.
최근 에너지의 효율적 이용과 절약의 관점에서 대규모 지역 냉난방 뿐만 아니라, 소규모 집단에너지 시스템(CES; Community Energy Supply System)이 활성화되고 있으며, 소각장 등의 자원회수시설에서 지역난방 또는 CES 와 연계하는 배관망을 설치하게 된다. 이 관로에서 밸브를 급속하게 열거나 닫을 때, 또는 펌프의 기동정지시나 정전에 의한 트립의 경우, 유량과 압력이 급격히 변화하게 되는 과도현상(Transient Condition)이 발생하게 되는데, 이러한 현상을 수충격현상(Water Hammer)이라 한다. 이러한 수충격현상의 결과로, 관로 내에서의 갑작스런 유동변화에 의한 압력파의 전파로 관로의 형상에 따라 관내 압력이 물의 포화증기압 이하로 내려가서 증기(vapor)가 발생되고, 이어 재결합(Column Separation & Return)하는 과정에서 충격파로 인한 관로의 붕괴 또는 파손을 가져올 수 있다.
일반적으로 수충격 현상의 유형은 배관계 내의 압력의 급격한 변화에 따라 분류될 수 있다. 즉, 배관내의 압력이 급격히 상승하는 경우와, 압력이 급격히 저하되는 경우(부압)로 분류될 수 있다. 통상적으로 배관내의 고압을 방지하기 위하여는 릴리프밸브(Relief Valve), 안전밸브(Safety Valve) 또는 데시-포트 체크밸브(Dash-Port Check Valve) 등을 설치하여 배관계에서 유체를 배출시키는 방법이 사용되고 있으며, 저압 방지를 위해서는, 에어/진공 밸브(Air/Vaccuum Valve), 또는 원웨이 서지 탱크(One Way Surge Tank) 등을 이용하여 배관계로 공기 또는 유체를 유입시키는 방법이 사용되고 있다. 그런데 배관내에 공기를 유입시킬 수 있는 경우는 배관압력이“0”㎏/㎠.G이하인 경우에 가능하며, 유입에 따른 부작용(산소유입으로 부식초래. 공기로 인한 순환장애 등)이 있다. 냉난방 순환 배관의 경우 양압(0㎏/㎠.G이상)의 경우라도 배관수의 온도에 따라 기화(증발)되는 현상이 발생하여 이후 펌프가 재기동 되어도 순환이 어렵거나 불가능한 상태가 될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 릴리프밸브나 안전밸브만으로는 급격한 배관내 압력의 상승을 방지하기에는 한계가 있으며, 저압의 경우에 배관내로 공기 등을 주입하는 경우에는 주입된 공기가 배관내에 트랩되면서 유체의 흐름을 방해할 수 있고, 배관 표면을 부식시켜 배관을 손상시킬 수 있는 문제점이 발생할 뿐만 아니라, 공기나 유체의 유입시 이를 통제하는 밸브가 전동식으로 작동되는 경우에는 정전시 그 기능을 다하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
한편, 통상의 냉난방 순환배관계에는 순환배관 내를 흐르는 열매체가 팽창 또는 수축함에 따라, 배관내의 압력 변화를 보상하기 위하여 팽창탱크가 구비되는 것이 일반적이다. 열매체의 온도 상승으로 인하여 부피가 팽창되는 경우, 팽창수가 상기 팽창탱크로 유출되고, 다시 열매체가 수축하는 경우 팽창탱크로부터 순환배관으로 열매체가 환수됨에 따라 순환배관계 내부의 압력이 적정 수준으로 유지되도록 하는 것이다. 도 1 에는 이러한 팽창탱크를 구비하는 종래의 냉난방 순환배관계의 구성도가 도시된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 냉난방 순환배관계는 냉난방에 필요한 열을 생산하는 열원시설(110), 생산된 열의 운반매체인 열매체가 순환되는 순환배관(100), 열매체의 순환 동력을 제공하는 순환펌프(130), 그리고 열매체에 의해 전달된 열을 소비하는 부하(120)(일반 수용가 등)를 포함한다. 그리고, 상기 순환배관(100) 내를 흐르는 열매체의 팽창 또는 수축으로 인한 배관내의 압력변화를 보상하기 위한 팽창탱크(200)가 구비된다. 상기 팽창탱크(200)와 순환배관(100)은 팽창관(210)과 환수관(220)으로 상호 연결된다. 상기 팽창관(210)을 통하여는 순환배관계로부터 팽창된 열매체(팽창수)가 팽창탱크(200)로 흘러가고, 상기 환수관(220)을 통하여는 순환배관(100) 내의 배관압이 하강하는 경우 팽창탱크(200) 내에 저장되어 있던 팽창수가 순환배관(100)으로 흘러가게 된다.
상기 팽창관(210)에는 제1밸브수단(230)이, 상기 환수관(220)에는 제2밸브수 단(240)이 각각 구비된다. 상기 팽창관(210)에 구비되는 제1밸브수단(230)은 제1전동밸브(232), 그리고 제1수동밸브(234)를 포함하고, 상기 환수관(220)에 구비되는 제2밸브수단(240)은 제2전동밸브(242), 그리고 제2수동밸브(244)를 포함한다. 그리고, 상기 순환배관(100)에는 배관압을 감지하는 제1압력센서(140)가 구비된다. 상기 제1압력센서(140)에 의해 감지된 압력 값은 제어부(300)에 전송된다. 상기 제어부(300)는 제1압력센서(140)로부터 수신된 압력값(이하, '제1압력측정값'이라 칭함)을 미리 설정된 배관압 최적값(이하, '제1기준압력값'이라 칭함)과 비교하여, 수신된 제1압력측정값이 제1기준압력값 보다 크면 제1전동밸브(232)를 개방하여 열매체를 팽창관(210)을 통하여 팽창탱크(200)내로 유입되도록 한다. 한편, 수신된 제1압력측정값이 제1기준압력값 보다 작으면 상기 제어부(300)는 제1전동밸브(232)를 폐쇄하고 제2전동밸브(242)를 개방함과 동시에 환수펌프(250)를 작동시켜 팽창탱크(200)내의 팽창수가 환수관(220)을 통하여 순환배관(100)으로 흘러가도록 한다. 이러한 방식으로 순환배관(100) 내의 배관압이 증기발생을 억제할 수 있는 적정압력이상으로 유지되어 저압에 의한 배관수의 증기발생과 순환장애를 방지하게 된다.
그러나, 이러한 방식에 의하더라도, 정전시에는 제1전동밸브(232), 제2전동밸브(242) 그리고 환수펌프(250)의 작동이 정지되고, 이에 따라, 순환배관의 과도현상 (수충격, Transition Condition)을 방지할 수 없기 때문에, 수충격 현상이 발생하여 순환배관의 파괴나 손상 또는 증기발생에 의한 순환장애를 가져올 수 있는 문제가 여전히 존재하게 된다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 냉난방 순환배관계의 문제점을 보완하기 위하여 창안된 것으로, 밸브의 급속한 개폐나 정전시 펌프 및 전동밸브들의 작동정지로 인한 수충격 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
본 발명의 목적 및 장점들은 이하 더욱 상세히 설명될 것이며, 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 수단 및 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템은, 열원시설(110)로부터 가열된 열매체가 순환배관(100)을 통하여 부하(120)에 공급 및 회수됨에 따라 수행되는 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템으로서, 상기 순환배관(100) 일측으로부터 분기되어 팽창된 열매체를 일시수용함과 동시에 열매체의 수축시 이를 재차 순환배관(100)으로 환수시키는 팽창탱크(200)와; 열매체의 팽창시 상기 팽창탱크(200)로 열매체가 유입되는 통로로서 작용하는 팽창관(210)에 설치되어 열매체의 흐름을 단속하되, 상호 병렬로 연결되는 제1전동밸브(232)와 제1감압밸브(236)를 포함하는 제1밸브수단(230)과; 열매체의 수축시 상기 팽창탱크(200)로부터 순환배관(100)으로 열매체가 유출되는 통로 로서 작용하는 환수관(220)에 설치되어 열매체의 흐름을 단속하되, 상호 병렬로 연결되는 제2전동밸브(242)와 제2감압밸브(246)를 포함하는 제2밸브수단(240)과; 상기 환수관(220)에 설치되어 환수되는 열매체에 추진력을 제공하는 환수펌프(250)와; 상기 환수관(220)으로부터 분기되어 연결되며, 상기 환수관(220)을 통하여 흐르는 열매체 일부를 수용하여 임시 저장하되, 순환배관(100) 내의 압력이 급격히 감소하는 경우 정전에 의한 전기에너지의 동력원이 상실되었을 경우라도 저장된 팽창수를 저장된 열매체를 배출시켜 순환배관(100)에 공급하는 수충격방지탱크(260)와; 상기 수충격방지탱크(260)에 저장 및 이로부터 배출되는 팽창수의 역류를 방지하기 위하여 상기 환수펌프(250)와 상기 수충격방지탱크(260)가 환수관(220)에 연결되는 지점 사이에 설치되는 체크밸브(266)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 순환배관(100)에 구비되어 배관압을 측정하는 제1압력센서(140)와, 제어부(300)를 더 포함하되, 상기 제어부(300)는 제1압력센서(140)로부터 측정된 제1압력측정값을 전송받아 이를 미리 저장된 제1기준압력값과 비교하여, 상기 제1압력측정값이 제1기준압력값 보다 큰 경우 상기 제1전동밸브(232)를 개방함과 동시에 상기 제2전동밸브(242)를 폐쇄하고, 상기 제1압력측정값이 제1기준압력값 보다 작은 경우 상기 제1전동밸브(232)를 폐쇄함과 동시에 상기 제2전동밸브(242)를 개방하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 환수관(220)과 수충격방지탱크(260)를 연결하는 분기관(262)에 구비되어 수충격방지탱크(260) 내에 저장되는 열매체의 압력값을 측정하는 제2압력센서(264)를 더 포함하되, 상기 제2압력센서(264)에 의해 측정된 제2압력측정값은 제어부(300)에 전송되고, 상기 제어부(300)는 이를 미리 저장된 제2기준압력값과 비교하여, 제2압력측정값이 미리 저장된 제2기준압력값 보다 작은 경우 환수펌프(250)를 구동하여 팽창수를 수충격방지탱크(260)에 충진하고, 제2압력측정값이 미리 저장된 제2기준압력값 보다 큰 경우 환수펌프(250)를 정지시켜 열매체의 수충격방지탱크(260)로의 유입을 차단하는 것을 특징으로 한다. 여기에서 수충격방지탱크(260)의 운전압력범위는 제1압력센서의 압력 감지신호에 근거하여 제어부의 제어에 따라 유지되는 순환배관의 적정압력 보다 높아야 한다.
그리고, 상기 팽창탱크(200)에는 보충수의 유입을 자동으로 조절하기 위하여 상기 팽창탱크(200) 내부의 수위를 측정하는 레벨트랜스미터(270)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 레벨트랜스미터(270)는 마그네틱 플로트 타입 레벨트랜스미터 또는 캐패시턴스 타입 레벨트랜스미터인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템의 구성 및 작동관계를 첨부되는 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 2 에는 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템 구성도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템은 종래기술로서 언급한 순환배관(100), 팽창탱크(200), 팽창관(210), 환수관(220) 구성을 그대로 포함하면서, 추가적으로 제1밸브수단(230) 및 제2밸브수단(240)에 각각 제1감압밸브(236)와 제2감압밸브(246)가 구비되고, 상기 환수펌프(250)와 제2밸브수단(240) 사이에 수충격방지탱크(260), 제2압력센서(264), 체크밸브(266)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1감압밸브(236) 및 제2감압밸브(246)는 내장된 스프링의 텐션에 의해 작동되는 밸브로서 열매체의 압력에 따라 기계식으로 개폐된다. 상기 제1감압밸브(236) 및 제2감압밸브(246)는 각각 제1전동밸브(232)와 제2전동밸브(242)에 병렬로 연결된다. 이러한 갑압밸브들을 포함함에 따라 제1전동밸브(232) 및 제2전동밸브(242)가 정전 등으로 인해 정지되는 경우에도 열매체의 이동이 가능하여 수충격이 방지될 수 있다.
상기와 같은 감압밸브들이 구비되어 어느 정도 수충격 방지 기능을 수행하기는 하지만, 이를 좀더 보완하기 위하여 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템은 수충격방지탱크(260)를 더 포함한다.
상기 수충격방지탱크(260)는 환수관(220)으로부터 분기되어 연결되며, 상기 환수관(220)을 통하여 흐르는 열매체를 수용하여 임시 저장하는 탱크로서, 고무격막(261)을 포함하는 밀폐식 팽창탱크인 것이 바람직하다. 상기 수충격방지탱크(260)에는 환수펌프(250)로부터 추진되는 열매체가 임시 저장되되, 저장된 열매체의 압력이 일정 압력, 바람직하게는 순환배관(100)의 배관압 최적값인 제1기준압력값을 상회하는 일정 압력으로 유지되는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 수충격방지탱크(260)에 임시 저장된 열매체의 압력을 일정하게 유지하기 위하여, 상기 환수관(220)으로부터 분기되어 수충격방지탱크(260)에 연결되는 분기관(262)에는 제2압력센서(264)가 구비된다. 상기 제2압력센서(264)는 수충격방지탱크(260) 내에 저장된 열매체 압력 측정값(이하, '제2압력측정값'이라 칭함)을 상기 제어부(300)에 실시간으로 전송한다.
한편, 상기 환수펌프(250)와 상기 수충격방지탱크(260)가 환수관(220)에 연결되는 지점 사이에는 환수관(220)을 통하여 흐르는 열매체가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(266)가 구비된다.
상기 제어부(300)는 종래 기술 부분에서 이미 언급한 바와 같이, 순환배관(100)에 구비된 제1압력센서(140)로부터 수신된 제1압력측정값에 기초하여 제1전동밸브(232)와 제2전동밸브(242)를 개폐한다. 다만, 본 발명에 있어서는, 환수펌프(250)의 가동 및 정지가 상기 제1측정값에 의해 제어되는 것이 아니라, 분기 관(262)에 구비된 제2압력센서(264)로부터 수신된 수충격방지탱크(260) 열매체 압력 측정값(이하, '제2압력측정값'이라 칭함)을 기초로 제어된다. 즉, 제어부(300)에는 수충격방지탱크(260) 내의 적정 압력값(이하, '제2압력기준값')을 미리 저장하고 있으며, 제2압력센서(264)로부터 제2압력측정값을 수신하여 이를 미리 저장된 제2압력기준값과 비교하여, 상기 제2압력측정값이 제2기준압력값 보다 작은 경우, 상기 환수펌프(250)를 가동하여 수충격방지탱크(260) 내에 열매체를 충진하고, 열매체의 충진에 따라 제2압력측정값이 제2압력기준값 보다 커지는 경우, 상기 환수펌프(250)를 정지시켜 수충격방지탱크(260) 내에 열매체가 더 이상 충진되지 못하도록 한다. 이에 따라, 평시에는 상기 수충격방지탱크(260) 내에 저장된 열매체가 제어부(300)에 미리 저장된 제2압력기준값으로 일정범위로 유지된다.
한편, 통상적으로 상기 팽창탱크(200)에는 보충수가 공급되도록 구성되는데, 팽창탱크(200) 내에 저장된 열매체가 적정 수위 이하로 하락되는 경우, 보충수가 유입되어 이를 보상하게 된다. 이러한 보충수의 유입을 자동으로 제어하기 위하여, 상기 팽창탱크(200)에는 레벨트랜스미터(270)가 구비된다. 종래에는 상기 레벨트랜스미터(270)로서 물의 하중을 측정하여 수위를 간접 측정하는 로드셀 방식이 주로 사용되어 왔다. 이러한 로드셀은 보통 팽창탱크(200)의 하부 일측에 구비되어 물의 하중을 측정하거나, 고무격막(261)을 포함하는 팽창탱크(200)의 경우 고무격막(261)의 하중을 측정하여 수위를 계산토록 설치되었다. 그러나, 이러한 로드셀 방식에 의하면, 팽창탱크(200)의 하부 일측에만 로드셀이 설치되기 때문에 하중이 균일하게 전달되지 못하여 정확한 측정이 어렵고, 고무격막(261)을 포함하는 팽창탱크(200)의 경우, 열매체의 유출입에 따라, 고무격막(261)의 형상 및 위치가 불규칙적으로 변하기 때문에 정확한 하중의 측정이 어려웠다. 실제로 이러한 레벨트랜스미터에 의한 수위 측정값은 오차가 최대 20% 정도에 이를 정도로 정확하지 못한 것이 현실이었다.
따라서, 본 발명에서는, 상기 팽창탱크(200)를 비격막식 팽창탱크로 구성하고, 레벨트랜스미터(270)로서 마그네틱 플로트 방식 레벨트랜스미터 또는 캐패시턴스 방식 레벨트랜스미터를 사용하여 종래 로드셀 방식의 단점을 보완하였다. 이러한 마그네틱 플로트 방식 및 캐패시턴스 방식 레벨트랜스미터에 의하면 실제로 오차가 0.5% 정도까지 감소되어 보충수의 정밀 제어가 가능한 것으로 판명되었다.
지금까지 본 발명에 따른 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템의 구성에 대하여 설명하였다. 이하, 상기 수충격 방지 시스템의 작동 관계를 상세히 설명하기로 한다.
냉난방을 위해, 열원시설(110)로부터 열매체가 열에너지를 공급받아 순환펌프(130)에 의해 순환배관(100)을 통하여 순환되면서 부하(120)에 열을 전달하게 된다. 순환배관(100)을 통하여 순환되는 열매체의 온도가 상승하여 그 부피가 팽창되는 경우, 팽창수는 제1밸브수단(230)의 제1감압밸브(236) 또는 제1전동밸브(232)가 개방되면서 팽창관(210)을 통하여 팽창탱크(200)로 배출된다. 여기서 상기 제1감압밸브(236)는 기계식으로 작동되며, 상기 제1전동밸브(232)는 순환배관(100)에 설치된 제1압력센서(140)에 의해 감지된 신호를 기초로 개폐된다.
반대로, 상기 순환배관(100)을 통하여 순환되는 열매체가 온도의 하락 등으로 인해 그 부피가 줄어들면 제2밸브수단(240)의 제2감압밸브(246) 또는 제2전동밸브(242)가 개방되면서 환수관(220)을 통하여 팽창수에 저장된 열매체가 순환배관(100)으로 환수된다. 여기서 상기 제2감압밸브(246)는 기계식으로 작동되며, 상기 제2전동밸브(242)는 순환배관(100)에 설치된 제1압력센서(140)에 의해 감지된 신호를 기초로 개폐된다.
한편, 본 발명에 따른 수충격 방지 시스템에서는, 상술한 바와 같이, 환수펌프(250)와 제2밸브수단(240) 사이에 수충격방지탱크(260)가 구비된다. 정상 작동시에는, 제2압력센서(264)에서 감지된 신호에 따라 제어부(300)가 환수펌프(250)를 제어하여 상기 수충격방지탱크(260)에 항상 적정 압력값을 갖는 열매체가 저장되도록 한다.
정전과 같은 비상시에는, 전기에 의해 작동되는 제1전동밸브(232)와 제2전동밸브(242)가 정지된다. 이 경우, 상기 순환배관(100) 내부의 압력은 급격하게 상승하거나 하강할 수 있다.
순환배관(100) 내부가 고압이 되는 경우에는, 기계식으로 작동되는 제1감압밸브(236)가 개방되면서 팽창관(210)을 통하여 열매체가 유출되므로 고압에 따른 순환배관계의 수충격이 방지될 수 있다.
한편, 순환배관(100) 내부가 저압이 되는 경우에는, 수충격방지탱크(260)에 미리 저장된 열매체의 압력에 의해 기계식으로 작동되는 제2감압밸브(246)가 개방되면서 순환배관(100)으로 열매체가 보충되게 된다. 이미 언급한 바와 같이, 상기 수충격방지탱크(260) 내에 저장된 열매체의 압력은 순환배관(100)의 적정 압력값 보다 크게 유지되어 있기 때문에 환수펌프(250)의 가동이 중지되더라도 자체 압력에 의해 제2감압밸브(246)를 개방하여 순환배관(100)쪽으로 유입될 수 있다. 이러한 방식으로 순환배관(100)의 압력이 보상되어 수충격이 방지될 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 밸브의 급속한 개폐나 정전시 펌프 및 전동밸브들의 작동정지로 인한 수충격 현상을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 부수적으로 보충수의 정밀 제어가 가능한 탁월한 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 열원시설(110)로부터 가열된 열매체가 순환배관(100)을 통하여 부하(120)에 공급 및 회수됨에 따라 수행되는 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템으로서,
    상기 순환배관(100) 일측으로부터 분기되어 팽창된 열매체를 일시수용함과 동시에 열매체의 수축시 이를 재차 순환배관(100)으로 환수시키는 팽창탱크(200)와; 열매체의 팽창시 상기 팽창탱크(200)로 열매체가 유입되는 통로로서 작용하는 팽창관(210)에 설치되어 열매체의 흐름을 단속하되, 상호 병렬로 연결되는 제1전동밸브(232)와 제1감압밸브(236)를 포함하는 제1밸브수단(230)과; 열매체의 수축시 상기 팽창탱크(200)로부터 순환배관(100)으로 열매체가 유출되는 통로로서 작용하는 환수관(220)에 설치되어 열매체의 흐름을 단속하되, 상호 병렬로 연결되는 제2전동밸브(242)와 제2감압밸브(246)를 포함하는 제2밸브수단(240)과; 상기 환수관(220)에 설치되어 환수되는 열매체에 추진력을 제공하는 환수펌프(250)와; 상기 환수관(220)으로부터 분기되어 연결되며, 상기 환수관(220)을 통하여 흐르는 열매체 일부를 수용하여 임시 저장하되, 순환배관(100) 내의 압력이 급격히 감소하는 경우 정전에 의한 전기에너지의 동력원이 상실되었을 경우라도 저장된 팽창수를 배출시켜 순환배관(100)에 공급하는 수충격방지탱크(260)와; 상기 수충격방지탱크(260)에 저장 및 이로부터 배출되는 팽창수의 역류를 방지하기 위하여 상기 환수펌프(250)와 상기 수충격방지탱크(260)가 환수관(220)에 연결되는 지점 사이에 설치되는 체크밸브(266)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충 격 방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 순환배관(100)에 구비되어 배관압을 측정하는 제1압력센서(140)와, 제어부(300)를 더 포함하되, 상기 제어부(300)는 제1압력센서(140)로부터 측정된 제1압력측정값을 전송받아 이를 미리 저장된 제1기준압력값과 비교하여, 상기 제1압력측정값이 제1기준압력값 보다 큰 경우 상기 제1전동밸브(232)를 개방함과 동시에 상기 제2전동밸브(242)를 폐쇄하고, 상기 제1압력측정값이 제1기준압력값 보다 작은 경우 상기 제1전동밸브(232)를 폐쇄함과 동시에 상기 제2전동밸브(242)를 개방하는 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 환수관(220)과 수충격방지탱크(260)를 연결하는 분기관(262)에 구비되어 수충격방지탱크(260) 내에 저장되는 열매체의 압력값을 측정하는 제2압력센서(264)를 더 포함하되, 상기 제2압력센서(264)에 의해 측정된 제2압력측정값은 제어부(300)에 전송되고, 상기 제어부(300)는 이를 미리 저장된 제2기준압력값과 비교하여, 제2압력측정값이 미리 저장된 제2기준압력값 보다 작은 경우 환수펌프(250)를 구동하여 열매체를 수충격방지탱크(260)에 충진하고, 제2압력측정값이 미리 저장된 제2기준압력값 보다 큰 경우 환수펌프(250)를 정지시켜 열매체의 수충격방지탱크(260)로의 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 팽창탱크(200)는 비격막식 밀폐식 팽창탱크인 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 팽창탱크(200)에는 보충수의 유입을 자동으로 조절하기 위하여 상기 팽창탱크(200) 내부의 수위를 측정하는 레벨트랜스미터(270)가 구비되는 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레벨트랜스미터(270)는 마그네틱 플로트 타입 레벨트랜스미터인 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 레벨트랜스미터(270)는 캐패시턴스 타입 레벨트랜스미터인 것을 특징으로 하는, 냉난방 순환배관계의 수충격 방지 시스템.
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