KR100879629B1 - Cooling and heating system with middle cold accumulator for preventing heat damage of bladder type expansion tank - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 격막식 밀폐형 팽창탱크를 구비하는 냉난방 시스템에 있어서, 고온 또는 저온의 냉난방용 순환수에 의하여 팽창탱크 내에 구비되는 고무 격막이 손상되는 것을 방지하기 위해 순환배관과 팽창탱크 사이에 열적 충격을 완충시켜줄 수 있는 중간저장탱크를 구비하는 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating system, and more particularly, in a cooling and heating system having a diaphragm sealed expansion tank, to prevent the rubber diaphragm provided in the expansion tank from being damaged by hot or cold circulating water for cooling and heating. The present invention relates to a cooling and heating system having an intermediate storage tank capable of cushioning thermal shock between a circulation pipe and an expansion tank.
현재, 냉난방 시스템으로서, 소각장, 복합열병합발전에 의한 구역냉난방(CES;Community Energy System) 또는 지역냉난방이 활성화되고 있다. 구역냉난방 또는 지역냉난방은 일개의 도시 또는 일정한 지역 내의 주거용, 상업용, 공공용 수용가에 집중된 열원설비(예컨대, 열병합발전소)에서 그들이 필요로하는 냉난방, 급탕 및 냉방에 필요한 열을 개별의 열생산시설(유류, 가스보일러 등)을 갖추지 않고 집중화된 열원설비로부터 경제적으로 생산된 열을 배관망을 통하여 공급하는 방식이다. 이러한 구역냉난방 또는 지역냉난방 열의 공급은 다음과 같이 이루어진다. Currently, incineration plants, community energy systems (CES) or district heating and cooling by incorporating cogeneration are being activated. District heating or district heating is used to heat the heating, hot water supply, and cooling required by individual heat production facilities (oil, etc.) in a heat source facility (eg, cogeneration plant) concentrated in residential, commercial, and public customers within a city or a certain area. It is a method of supplying heat produced economically from a concentrated heat source facility through a pipe network without having a gas boiler, etc.). This district heating or district heating heat supply is as follows.
먼저 열원설비에서 만들어진 구역냉난방 또는 지역냉난방 열매체를 보온이 양호한 배관망을 통해 수용가 열교환기실까지 공급한다. 열교환기실에 공급된 열매체는 별도의 수용가용 열교환기를 통하여 수용가의 내부 순환 열매체에 열을 전달한뒤, 다시 열원설비로 회수된다. 열교환기실에서 열을 전달받은 수용가 순환수는 각 세대 및 빌딩의 각층에 공급된다. 이러한, 구역냉난방 또는 지역냉난방을 위한 열매체로는 주로 물이 사용되는데, 구역냉난방 및 지역냉난방의 특성상 물을 대체로 중고온(100℃ 이상)으로 가열하여 배관을 통하여 순환시키게 된다. First, the district heating or district heating and heating medium produced by the heat source equipment is supplied to the customer heat exchanger chamber through the pipe network with good insulation. The heat medium supplied to the heat exchanger chamber transfers heat to the internal circulation heat medium of the customer through a separate customer heat exchanger, and is then recovered to the heat source facility. The consumer circulating water, which receives heat from the heat exchanger chamber, is supplied to each floor of each household and building. As the heat medium for district cooling or district heating, water is mainly used. Due to the characteristics of the district cooling and district cooling, water is generally heated to a high temperature (100 ° C. or more) and circulated through the pipe.
이러한 통상의 냉난방 시스템은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 수용가의 부하(10a), 예컨대, 냉난방기기와 연결되는 순환배관(10)과, 상기 순환배관(10)의 일측에 배관수를 가열 또는 냉각하도록 설치한 열원설비(1)와, 상기 순환배관(10)의 일측에 열원설비(1)를 통해 가열 또는 냉각된 배관수를 순환시켜주도록 설치한 펌프와, 상기 순환배관(10)의 일측에 분기되어 온도에 따라 팽창되는 물을 수용하도록 설치한 팽창탱크(20)로 구성된다. As shown in FIG. 1, the conventional air conditioning and heating system includes a
상기와 같은 종래의 냉난방 시스템의 작동을 살펴보면, 먼저 열원설비(1)를 이용해 배관수를 가열한 후, 이송설비인 펌프(P)를 구동시켜 상기 가열된 물을 순환시켜주면, 상기 순환되는 물은 배관을 따라 건물 내를 지나면서 건물 내에 설치된 냉난방기기와 같은 부하(10a)를 통해 냉난방을 행하게 된다. 이때 밀폐된 배관 내를 순환하는 배관수의 온도가 올라감에 따라 상기 배관수는 팽창을 하게 되고, 이렇게 팽창된 배관수는 순환배관(10)의 일측에 형성된 팽창관(10b)을 통해 팽창탱크(20)로 보내지게 되고, 다시 온도가 내려감에 따라 팽창수가 수축을 하게 되면 팽창탱크(20) 내의 팽창수가 팽창관(10b)을 통해 순환배관(10)으로 보내져 재순환된다. Looking at the operation of the conventional air-conditioning system as described above, first heating the pipe water by using the heat source equipment (1), and then circulating the heated water by driving the pump (P), the transfer equipment, the circulated water The air is heated and cooled through the
이러한 통상의 냉난방 시스템에 사용되는 팽창탱크(20)는 팽창탱크 내부가 외부대기에 개방되었는지 여부에 따라, 개방식 팽창탱크와 밀폐식 팽창탱크로 구분되고, 밀폐식 팽창탱크는 내부에 고무격막을 구비하는지 여부에 따라 격막식 팽창탱크와 비격막식 팽창탱크로 구분된다. The
종래에는 탱크 내부가 외부 대기에 개방된 형태인 개방식 팽창탱크가 설치비가 저렴하고 보충수의 공급이 용이하기 때문에 많이 사용되었으나, 대기로부터의 배관내 공기 혼입 및 용해로 인한 배관의 부식과 증발 또는 오버플로우 등에 의한 에너지 손상, 높은 설치 위치, 동파 우려 등의 단점이 존재하였다. Conventionally, open expansion tanks in which the inside of the tank is opened to the outside atmosphere have been widely used because of low installation cost and easy supply of supplemental water, but corrosion and evaporation or overflow of pipes due to air mixing and dissolution in the pipes from the atmosphere There are disadvantages such as energy damage, high installation position, freezing concerns, and the like.
상기와 같은 개방식 팽창탱크의 단점을 개선한 방식으로서 비격막식 밀폐식 팽창탱크가 개발되었다. 비격막식 밀폐식 팽창탱크는 압력탱크 내에 팽창수와 접촉하는 공기쿠션에 의해 압력이 변화하면서 팽창량을 흡입하는 구조로 되어 있다. 이러한 비격막식 밀폐식 팽창탱크에서는, 사용 중에 공기가 계속 물에 용해되어 소모 되고, 에어벤트(air vent)등을 통해 공기가 배관 밖으로 배출되기 때문에 시간이 경과하면 탱크 내의 공기가 없어지고 물만 가득차서 팽창수를 흡수할 수 없게 되는 워터로깅(water logging) 현상이 발생하므로 대부분의 경우 공기압축기를 사용하여 공기를 계속 공급한다.As a way of improving the disadvantages of the open expansion tank as described above, a non-diaphragm sealed expansion tank has been developed. The non-diaphragm sealed expansion tank has a structure in which the expansion amount is sucked while the pressure is changed by an air cushion in contact with the expansion water in the pressure tank. In such a non-diaphragm sealed expansion tank, air is continuously dissolved in water and consumed during use, and air is discharged out of the pipe through an air vent, so that the air in the tank disappears and water only becomes full over time. Water logging, which can't absorb the expansion water, occurs, so in most cases air compressors continue to supply air.
격막식 팽창탱크는 밀폐된 팽창탱크 내에 고무격막(22)이 구비되는 것으로, 고무격막(22) 외부는 탱크내 압력조절을 위한 공기 또는 질소가스가 충진되는 공기실로 구성되고, 고무격막(22) 내부는 순환배관(10)으로부터 팽창되어 유출되는 배관수(팽창수)를 수용하는 수실로 구성된다. 이러한 고무격막(22)을 구비하는 격막식 팽창탱크의 경우, 공기 또는 질소가스가 고무격막(22)에 의해 배관수로부터 격리되어 직접 접촉되지 않기 때문에 배관수에 공기나 가스가 혼입되거나 용해되어 발생하는 문제점을 현저하게 줄일 수 있는 장점이 존재한다.The diaphragm expansion tank is provided with a
그러나, 이러한 팽창탱크를 구비하는 종래의 냉난방 시스템에 있어서는, 팽창탱크(20)가 순환배관(10)과 직접적으로 연결되기 때문에, 팽창된 배관수(팽창수)의 열이 팽창탱크(20)에 그대로 전달된다. 특히, 팽창수의 온도가 중고온인 경우(100℃ 이상) 고무격막(22)을 구비하는 격막식 팽창탱크의 경우 고무격막(22)이 열에 의해 변형되거나 파손될 위험이 존재하게 된다. 또한, 팽창수의 온도가 과도하게 낮은 경우(-5℃ 이하)에도 고무격막(22)의 한계 온도 초과로 인한 손상이 발생될 우려가 있다. 이를 피하기 위해, 고무격막(22)을 구비하지 않는 비격막식 팽 창탱크를 사용할 경우에는 탱크내 압력 조절을 위한 질소가스 충진 및 제어 장치 등의 제반설비가 요구되기 때문에 시스템이 복잡해지고 설치 및 유지 비용이 많이 들게 되어 소형 냉난방 시스템에 있어서는 시스템 규모에 비해 너무 고가의 비용이 소요되어 경제적이지 못한 단점이 존재한다. 따라서, 시스템 설치 및 유지 비용이 저렴한 격막식 팽창탱크를 사용하면서도 고무격막(22)이 팽창수의 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 장치 또는 설비가 절실히 요구되고 있는 실정이다. However, in the conventional cooling and heating system having such an expansion tank, since the
본 발명은 상술한 바와 같은 격막식 팽창탱크를 구비하는 냉난방 시스템의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 고온 또는 저온의 냉난방용 순환수에 의하여 격막식 팽창탱크의 열손상을 방지할 수 있는 냉난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problem of the air-conditioning system having a diaphragm expansion tank as described above, the heating and cooling system that can prevent the thermal damage of the diaphragm expansion tank by the high temperature or low temperature cooling and cooling circulation The purpose is to provide.
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 실현된다. The objects and advantages of the present invention will be described in more detail below, and will be further embodied by the examples. Furthermore, the objects and advantages of the invention are realized by the means indicated in the claims and combinations thereof.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉난방 시스템은, 열원설비(1)와 펌프 그리고 부하(10a)를 구비하는 통상의 순환배관(10)과, 상기 순환배관(10)의 일측으로부터 분기되는 팽창관(10b)에 연결되어 순환배관(10)으로부 터 팽창되어 유출되는 팽창수를 수용하되 내부에 고무격막(22)을 구비하는 밀폐형 격막식 팽창탱크를 포함하는 냉난방 시스템으로서, 상기 순환배관(10)과 팽창탱크 사이에는, 순환배관(10)으로부터 팽창되어 팽창관(10b)을 통해 유출되는 팽창수의 양에 상응하는 양의 물을 항시 수용 저장함에 따라 순환배관(10)으로부터 유출되는 팽창수가 직접적으로 팽창탱크로 유입되지 않도록 하여 팽창탱크의 열손상을 방지하기 위한 중간저장탱크가 구비된다. The heating and cooling system according to the present invention for solving the problems as described above, the
여기서, 상기 중간저장탱크(30)는 순환배관(10)과는 팽창관(10b)에 의해 연결되고, 팽창탱크(20)와는 냉수이송관(34)으로 연결되되, 난방시에는 팽창관(10b)은 상기 중간저장탱크(30)의 상측에 연결되고 냉수이송관(34)은 중간저장탱크(30)의 하측에 연결되는 반면, 냉방시에는 팽창관(10b)은 상기 중간저장탱크(30)의 하측에 연결되고 냉수이송관(34)은 중간저장탱크(30)의 상측에 연결되는 것이 바람직하다. Here, the
그리고, 상기 중간저장탱크는 내부공간이 수직방향으로 다단의 층을 이루면서 분리되도록 다수개의 격판이 소정의 간격을 두고 설치되며, 각 격판 일측에는 층간 물이 통과될 수 있도록 통공이 형성되되, 상기 통공은 물이 각 층을 이동하는 시간을 지연시켜 최대한 물이 섞이지 않도록 하기 위해 각 격판에 형성된 통공의 수평 위치가 상호 지그재그 형태로 이격 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the intermediate storage tank is provided with a plurality of partitions at predetermined intervals so that the inner space is separated by forming a multi-layered layer in the vertical direction, each side of the partition is formed with a through-hole so that water between the layers can pass through, the through-hole It is preferable that the horizontal positions of the through-holes formed in each of the diaphragms are spaced apart from each other in a zigzag form in order to delay the time that the water moves through each layer so that water is not mixed as much as possible.
또한, 난방시 상기 중간저장탱크(30)에 저장된 물의 온도 변화에 대응하여 자동으로 물의 온도를 안전 범위 이내로 유지시키기 위한 자동 온도 조절 수단을 더 포함하되, 상기 온도조절수단은, 중간저장탱크(30) 내부에 저장되어 냉수이송관(34)을 통해 유출 이송되는 물의 온도를 감지하는 온도센서(36)와; 중간저장탱크(30)의 하부에 연결된 드레인관(50)에 설치되어 개폐됨에 따라 중간저장탱크(30) 내부에 저장된 물을 선택적으로 외부로 배출시키는 전자밸브(52)와; 상기 팽창탱크(20)의 수위를 감지하는 레벨트랜스미터(24)와; 온도센서(36)로부터 온도감지신호값을 전달받아 미리 저장된 고온한계값 및 저온한계값과 비교하고, 레벨트랜스미터(24)로부터 수위감지신호값을 전달받아 미리 저장된 수위기준값과 비교하여, 온도센서(36)로부터 전달된 온도감지신호값이 미리 저장된 고온한계값 이상이고 팽창탱크(20)에 구비된 레벨트랜스미터(24)로부터 전달된 수위감지신호값이 미리 저장된 수위기준값 미만인 것으로 판정되는 경우, 상기 중간저장탱크(30)의 하부 드레인관(50)에 구비된 전자밸브(52)를 개방시켜 중간저장탱크(30) 내부에 저장되어 있던 물을 외부로 배출시키도록 제어하는 제어부(100)를 포함하는 것이 바람직하다. The apparatus may further include automatic temperature control means for automatically maintaining the temperature of the water within a safe range in response to the temperature change of the water stored in the
여기서, 상기 중간저장탱크에 연결된 냉수이송관(34)에 연결되어, 중간저장탱크 내부에 저장된 물이 부족한 경우 이를 보충시켜주기 위해 상기 제어부의 제어명령에 따라 구동되어 보충수를 가압 공급하는 보충수펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다. Here, the supplementary water pump is connected to the cold
그리고, 냉방시 상기 중간저장탱크(30)에 저장된 물의 온도 변화에 대응하여 자동으로 물의 온도를 안전 범위 이내로 유지시키기 위한 자동 온도 조절 수단을 더 포함하되, 상기 온도조절수단은, 상기 중간저장탱크(30) 내부에 저장되어 냉수이송관(34)을 통해 유출 이송되는 물의 온도를 감지하는 온도센서(36)와; 상기 중간저장탱크(30)내 물을 일시 가열하는 히터(38)와; 상기 온도센서(36)에 의해 감지된 중간저장탱크(30)내 물의 온도감지신호값이 미리 저장된 저온한계값 이하인 것으로 판정되는 경우 상기 히터(38)가 가동되도록 제어하는 제어부(100)를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the air conditioner further includes automatic temperature control means for automatically maintaining the temperature of the water within a safe range in response to the temperature change of the water stored in the
한편, 상기 순환배관(10)과 팽창관(10b) 사이에는 배관수가 순환배관(10)을 따라 순환하는 동안 중간저장탱크 내에 저장된 냉수가 순환배관(10)으로 유입되거나 순환배관(10)의 배관수가 중간저장탱크로 유출되어 열의 이동이 발생하는 것을 방지하기 위해 열트랩이 추가로 구비되는 것이 바람직하다. Meanwhile, between the
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 냉난방 시스템에 따르면, 순환배관으로부터 팽창되어 유출되는 팽창수가 팽창탱크로 직접 유입되는 것을 방지하고, 팽창탱크로 유입되는 물의 온도를 안전 범위로 유지시킬 수 있어, 고온 또는 저온의 팽창수 의하여 격막식 팽창탱크가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다. According to the air-conditioning system according to the present invention as described above, it is possible to prevent the expansion water flowing out of the circulation pipe to flow out into the expansion tank directly, and to maintain the temperature of the water flowing into the expansion tank in a safe range, so that The expansion water at low temperature has an excellent effect of preventing the diaphragm expansion tank from being damaged by heat.
이하, 본 발명에 따른 격막식 팽창탱크의 열손상 방지용 중간저장탱크를 구비하는 냉난방 시스템의 구성 및 작용에 대하여 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments with respect to the configuration and operation of the cooling and heating system having an intermediate storage tank for preventing thermal damage of the diaphragm expansion tank according to the present invention will be described in detail.
도 2a 에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 시스템에서 난방시 중간저장탱크의 연결 구성도가 도시되고, 도 2b 에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 시스템에서 냉방시 중간저장탱크의 연결 구성도가 도시된다. 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템은 열원설비(1)와 펌프 그리고 부하(10a)를 구비하는 통상의 순환배관(10)과, 상기 순환배관(10)의 일측으로부터 분기되는 팽창관(10b)에 연결되어 순환배관(10)으로부터 팽창된 배관수를 수용하되 내부에 고무격막(22)을 구비하는 밀폐형 격막식 팽창탱크(20)를 기본적으로 포함하고, 상기 순환배관(10)과 팽창탱크(20) 사이에 중간저장탱크(30)가 추가로 구비된다. Figure 2a is a connection diagram of the intermediate storage tank during heating in the heating and cooling system according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2b is connected to the intermediate storage tank for cooling in the air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention A schematic is shown. As shown in Figure 2a and 2b, the heating and cooling system according to an embodiment of the present invention is a
상기 중간저장탱크(30)는 통상 순환배관(10)으로부터 팽창되어 팽창관(10b)을 통해 유출되는 팽창수의 양에 상응하는 양의 물을 항시 수용하여 저장함에 따라, 순환배관(10)으로부터 유출되는 팽창수가 직접적으로 팽창탱크(20)로 유입되지 못하도록 완충하는 장치이다. The
상기 중간저장탱크(30)는 순환배관(10)과는 팽창관(10b)에 의해 연결되고, 팽창탱크(20)와는 냉수이송관(34)으로 연결되되, 난방시에는 도 2a 에 도시된 바와 같이 팽창관(10b)은 상기 중간저장탱크(30)의 상측에 연결되고 냉수이송관(34)은 중간저장탱크(30)의 하측에 연결된다. 반면, 냉방시에는 도 2b 에 도시된 바와 같이, 팽창관(10b)은 상기 중간저장탱크(30)의 하측에 연결되고 냉수이송관(34)은 중간저장탱크(30)의 상측에 연결된다. 이는 고온수가 가벼워 위에 뜨고 저온수가 무거워 아래에 위치되는 원리를 따른 것으로, 이러한 원리를 거스를 경우 중간저장탱크(30)에서 혼합작용이 일어나기 때문에 중간저장탱크(30) 내에 저장된 물의 온도를 대체로 일정하게 유지시키지 못하게 되므로 바람직하지 못하다. The
이러한 구성을 통하여, 순환배관(10)으로부터 팽창되어 유출되는 팽창수는 중간저장탱크(30)로 유입된다. 이렇게 팽창수가 중간저장탱크(30)로 유입되는 경우, 상기 중간저장탱크(30)는 항시 냉수로 충진되어 있기 때문에 중간저장탱크(30)에 저장되어 있던 물 중 팽창관(10b)을 통해 유입된 양만큼의 물이 중간저장탱크(30)에 연결된 냉수이송관(34)을 따라 유출되어 팽창탱크(20)로 이송된다. Through this configuration, the expansion water flowing out from the
여기서, 상기 중간저장탱크(30)의 수용용량은 해당 순환배관(10)으로부터 팽창되어 유출되는 팽창수의 최대 용량 또는 평균 용량을 미리 측정하거나 예측 설정함에 따라 결정될 수 있으며, 상기 중간저장탱크(30)에 저장되는 냉수는 상대적인 의미로서 팽창탱크(20) 내에 구비된 고무격막(22)이 손상되지 않는 온도 범위에 있는 물로써 대체로 상온에서 60℃ 사이의 범위인 것이 바람직하다. Here, the storage capacity of the
이와 같은 구성을 통하여, 순환배관(10)으로부터 중고온(100℃ 이상)의 팽창수가 유출되어 팽창관(10b)을 통해 중간저장탱크(30)로 유입되는 경우, 중간저장탱크(30)에 저장되어 있던 물이 냉수이송관(34)을 따라 팽창탱크(20)로 이송된다. 즉, 상기 중간저장탱크(30)는 순환배관(10)에서 팽창되어 유출되는 팽창수를 직접적으로 팽창탱크(20)에 전달하는 것이 아니라 자체적으로 저장한 물을 팽창탱크(20)로 흘려 보내줌으로써 고온의 팽창수 유입에 따른 팽창탱크(20)의 열손상을 방지하는 것이다. 이에 따라, 100℃ 이상의 중고온수를 사용하는 소형 냉난방 시스템에서도 격막식 팽창탱크(20)를 안전하게 사용할 수 있게 된다. Through such a configuration, when the expanded water of the high temperature (100 ℃ or more) from the
한편, 상기 중간저장탱크(30)는 성층구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 성층구조란 온도가 낮은(또는 높은) 물이 저장된 탱크내로 온도가 높은(또는 낮은) 물이 유입되는 경우에, 온도가 다른 물이 서로 섞이지 않고 일정한 층을 유지하도록 하는 구조로 정의되는바, 간단히 말해서 물의 대류현상이 방지되어 온도가 다른 물이 서로 섞이지 않도록 탱크 내부가 다단의 층으로 구분되어 있는 구조를 의미한다. 이와 같이, 중간저장탱크(30) 내에 저장되어 있는 냉수와 고온의 팽창수가 서로 섞여 열적 평형을 이룸에 따라 팽창탱크(20)로 유입되는 물의 온도가 높아지지 않도록 하기 위해 상기 중간저장탱크(30)가 성층구조로 이루어지는 것이 바람직하다. On the other hand, the
도 2a 및 도 2b 에는 이러한 성층구조를 갖는 중간저장탱크(30)가 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 중간저장탱크(30)는 내부공간이 수직방향으로 다단의 층을 이루면서 분리되도록 다수개의 격판(32)이 소정의 간격을 두고 설치되어 있으며, 각 격판(32) 일측에는 층간 물이 통과될 수 있도록 통공이 형성된다. 상기 통공은 물이 각 층을 이동하는 시간을 지연시켜 최대한 물이 섞이지 않도록 하기 위해 각 격판(32)에 형성된 통공의 수평 위치가 상호 지그재그 형태로 이격 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 격판(32)은 2 내지 3개가 형성되는 것이 바람직하다. 2A and 2B schematically show an
또한, 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 상기 순환배관(10)과 팽창관(10b) 사이에는 배관수가 순환배관(10)을 따라 순환하는 동안 중간저장탱크(30) 내에 저장된 냉수가 순환배관(10)으로 유입되거나 순환배관(10)의 배관수가 중간저장탱크(30)로 유출되어 열의 이동이 발생하는 것을 방지하기 위해 열트랩(40;thermal trap)이 추가로 구비되는 것이 바람직하다. In addition, as shown in Figure 2a and 2b, between the
한편, 도 3a 에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉난방 시스템 중 난방시 설비 구성도가 도시되고, 도 3b 에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉난방 시스템 중 냉방시 설비 구성도가 도시된다. 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉난방 시스템은 첫번째 실시예와 마찬가지로 순환배관(10)과 팽창탱크(20) 사이에 중간저장탱크(30)가 구비되되, 중간저장탱 크(30)에 저장된 물의 온도 변화에 대응하여 자동으로 물의 온도를 안전 범위 이내로 유지시키기 위한 자동 온도 조절 수단이 구비된다. 이러한 자동 온도 조절 수단은 난방시 도 3a 에 도시된 바와 같이 온도센서(36), 전자밸브(52), 레벨트랜스미터(24), 보충수펌프(64)와 제어부(100)를 포함하고, 냉방시 도 3b 에 도시된 바와 같이 온도센서(36), 히터(38), 그리고 제어부(100)를 포함한다. On the other hand, Figure 3a is a block diagram of the facility during heating of the heating and cooling system according to another embodiment of the present invention, Figure 3b is a block diagram of the cooling facility of the cooling and heating system according to another embodiment of the present invention. As shown in Figure 3a and 3b, the heating and cooling system according to another embodiment of the present invention is provided with an
상기 온도센서(36)는 중간저장탱크(30)에 구비되며, 중간저장탱크(30) 내부에 저장되어 냉수이송관(34)을 통해 유출 이송되는 물의 온도를 감지하고 후술하는 제어부(100)로 온도감지신호값을 전송한다. The
상기 전자밸브(52)는 중간저장탱크(30)의 하부에 연결된 드레인관(50)에 설치되어 후술하는 제어부(100)의 제어명령에 의해 개폐됨에 따라 중간저장탱크(30) 내부에 저장된 물을 선택적으로 외부로 배출하는 기능을 수행한다. The
상기 레벨트랜스미터(24)는 팽창탱크(20) 내부에 구비된 고무격막(22) 내측, 즉, 수실에 저장된 물의 수위를 감지하여 후술하는 제어부(100)로 수위감지신호값을 전송한다. The
상기 보충수펌프(64)는 중간저장탱크(30) 내부에 저장된 물이 부족한 경우 이를 보충시켜주기 위해 제어부(100)의 제어명령에 따라 구동되어 보충수를 가압 공급하는 펌프로서, 상기 중간저장탱크(30)에 연결된 냉수이송관(34)으로부터 연장되는 보충수관(60)에 구비되며, 보충수펌프(64)의 토출측에는 보충수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(62)가 구비된다. The
상기 히터(38)는 제어부(100)의 제어명령에 따라 작동되어 중간저장탱크(30)에 저장된 물의 온도가 과도하게 낮은 경우, 물을 안전 온도 범위로 가열하는 기능을 수행한다. 상기 히터(38)는 순환배관(10)을 순환하는 배관수의 온도가 낮은 냉방시에만 요구되고 난방시에는 불필요하다.The
이러한 온도 조절 수단은 제어부(100)에 의해 자동제어된다. 상기 제어부(100)는 상술한 각 구성요소들의 전체 작동을 제어하는 부분으로, 메모리와 마이크로컨트롤러로 구성되어 상술한 온도센서(36), 전자밸브(52), 레벨트랜스미터(24), 보충수펌프(64), 히터(38)들의 작동 및 제어를 위한 구동 프로그램과 각종 데이터들이 미리 메모리에 저장되어 있으며, 이러한 프로그램과 데이터들, 그리고 온도센서(36)와 레벨트랜스미터(24)로부터 수신된 감지신호값에 근거하여 마이크로컨트롤러가 전자밸브(52), 보충수펌프(64), 히터(38)를 자동 제어하여 중간저장탱크(30) 내부에 저장된 물의 온도를 안전 범위로 유지시킨다. This temperature control means is automatically controlled by the
구체적으로, 상기 제어부(100)는 중간저장탱크(30)에 설치된 온도센서(36)로부터 온도감지신호값을 전달받고, 팽창탱크(20)에 설치된 레벨트랜스미터(24)로부 터 수위감지신호값을 전달받아 이를 일시 저장한다. 제어부(100)에는 중간저장탱크(30)에 저장된 물의 안전 온도 범위의 한계값으로서 고온한계값과 저온한계값이 미리 저장되어 있으며, 중간저장탱크(30)에 저장된 물이 팽창탱크(20)로 이송되지 않고 양 탱크가 서로 동적 평형을 이루는 시점의 팽창탱크(20) 수위값으로서 수위기준값이 미리 저장되어 있다. Specifically, the
도 3a 를 참조로 하면, 난방시, 상기 제어부(100)는 온도센서(36)로부터 전달된 온도감지신호값과 미리 저장된 고온한계값 및 저온한계값을 상호 비교하고, 레벨트랜스미터(24)로부터 전달된 수위감지신호값과 미리 저장된 수위기준값을 상호 비교한다. 비교 결과, 상기 온도감지신호값이 정상 범위, 즉, 고온한계값과 저온한계값 사이인 것으로 판정되는 경우 평시대로 정상 작동되어 순환배관(10)의 팽창시 중간저장탱크(30)에 저장된 물이 팽창탱크(20)로 이송되도록 한다. Referring to FIG. 3A, when heating, the
한편, 비교 결과, 온도센서(36)로부터 전달된 온도감지신호값이 제어부(100)에 미리 저장된 고온한계값 이상인 것으로 판정되는 경우, 중간저장탱크(30)에 저장된 물이 팽창탱크(20)로 흘러가지 못하도록 하거나 온도를 낮추어줄 필요가 생기게 된다. 따라서,이 때는 팽창탱크(20)의 수위를 감지하여 중간저장탱크(30)로부터 팽창탱크(20)로 물이 이송될 가능성이 있는지 여부를 체크하여야 한다. 팽창탱크(20)에 구비된 레벨트랜스미터(24)로부터 전달된 수위감지신호값이 미리 저장된 수위기준값과 같거나 그 이상인 경우, 즉, 팽창탱크(20)가 충만되어 고수위를 형성 하고 있는 경우에는 중간저장탱크(30)로부터 팽창탱크(20)로 물이 이송될 여지가 없으므로 중간저장탱크(30) 내에 저장된 물이 고온이라고 하더라도 팽창탱크(20)의 고무격막(22)을 손상할 우려가 없으므로 특별한 조치가 필요없다. On the other hand, when it is determined that the temperature sensing signal value transmitted from the
그러나, 온도센서(36)로부터 전달된 온도감지신호값이 미리 저장된 고온한계값 이상이고, 팽창탱크(20)에 구비된 레벨트랜스미터(24)로부터 전달된 수위감지신호값이 미리 저장된 수위기준값 미만인 경우, 즉, 팽창탱크(20)가 적정 수위까지 채워지지 않아 저수위를 형성하고 있는 경우에는, 중간저장탱크(30)에 저장되어 있는 고온의 물이 팽창탱크(20)로 흘러들어가 고무격막(22)을 손상시킬 개연성이 존재하게 된다. 이에 따라, 상기 제어부(100)는 중간저장탱크(30)의 하부에 연결된 드레인관(50)을 폐쇄하고 있던 전자밸브(52)를 개방시켜 중간저장탱크(30) 내부에 저장되어 있던 물을 외부로 배출시킨다. 이와 같은 방법으로 고온의 물이 팽창탱크(20)로 흘러들어가지 못하도록 한다. However, when the temperature detection signal value transmitted from the
또한, 전자밸브(52)를 개방시켜 배수를 수행하게 되면, 중간저장탱크(30)에 물이 부족하게 되므로, 이를 채워주기 위해, 제어부(100)는 상기 전자밸브(52)를 폐쇄하고 상기 보충수펌프(64)를 가동시킨다. 이에 따라, 안전 온도 범위에 있는 보충수가 중간저장탱크(30)에 충진되어 중간저장탱크(30)내 물의 온도가 안전 온도 범위로 재조정되는 것이다. In addition, when the drainage is performed by opening the
도 3b 를 참조하면, 냉방시, 온도센서(36)로부터 전달된 온도감지신호값이 미리 저장된 저온한계값 이하인 것으로 판정되는 경우, 제어부(100)는 중간저장탱크(30)에 구비된 히터(38)를 일시적으로 가동시켜 중간저장탱크(30) 내에 저장된 물을 가열함으로써 안전 온도 범위로 유지시킨다. Referring to FIG. 3B, in the case of cooling, when it is determined that the temperature detection signal value transmitted from the
이상에서 설명한 바와 같은 작동은 온도센서(36)와 레벨트랜스미터(24)로부터 실시간으로 전달되는 신호값들에 근거하여 제어부(100)의 제어명령에 따라 실시간 자동으로 제어되므로, 중간저장탱크(30) 내부에 저장된 물의 온도는 항상 안전 범위로 조절되고, 이에 따라, 팽창탱크(20)의 열손상을 방지할 수 있게 되는 것이다. Since the operation as described above is automatically controlled in real time according to the control command of the
지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.So far, the present invention has been described in detail with reference to embodiments of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention is intended to include practically equivalent ranges.
도 1 은 통상적인 종래 냉난방 시스템의 구성도,1 is a block diagram of a conventional conventional heating and cooling system,
도 2a 는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 시스템에서 난방시 중간저장탱크의 연결 구성도,Figure 2a is a connection diagram of the intermediate storage tank during heating in the heating and cooling system according to an embodiment of the present invention,
도 2b 는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 시스템에서 냉방시 중간저장탱크의 연결 구성도,Figure 2b is a connection diagram of the intermediate storage tank during cooling in the cooling and heating system according to an embodiment of the present invention,
도 3a 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉난방 시스템 중 난방시 설비 구성도, Figure 3a is a block diagram of the facility during heating of the heating and cooling system according to another embodiment of the present invention,
도 3b 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉난방 시스템 중 냉방시 설비 구성도이다.Figure 3b is a block diagram of the facility during the cooling of the air conditioning system according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 열원설비 10 : 순환배관1: heat source equipment 10: circulation piping
10a : 부하 10b : 팽창관10a:
20 : 팽창탱크 22 : 고무격막20: expansion tank 22: rubber diaphragm
24 : 레벨트랜스미터 30 : 중간저장탱크24: level transmitter 30: intermediate storage tank
32 : 격판 34 : 냉수이송관32: plate 34: cold water transfer pipe
36 : 온도센서 38 : 히터36: temperature sensor 38: heater
40 : 열트랩 50 : 드레인관40: heat trap 50: drain pipe
52 : 전자밸브 60 : 보충수관52: solenoid valve 60: replenishment water pipe
62 : 체크밸브 64 : 보충수펌프62: check valve 64: make-up water pump
100 : 제어부100: control unit
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