KR100937446B1 - 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절밸브를 위한 배관 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면, 공급관을 통해 공급되는 온수를 회수관을 통해 회수시키면서 상기 온수를 열 에너지로 교환하는 수용가측 열교환기; 상기 수용가측 열교환기와 상기 공급관 및 상기 회수관 사이에 설치되어, 상기 공급관 및 상기 회수관의 압력이 미리 설정된 범위를 유지하도록 상기 공급관 및 상기 회수관의 유량을 조절하는 차압 유량 조절 밸브; 상기 수용가측 열교환기와 상기 회수관 사이에 상기 온수의 흐름에 따른 순서에 따라 설치되는 압력센서 및 온도 센서가 구비된 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치에 있어서, 상기 공급관으로부터의 온수압력을 상기 차압 유량 조절 밸브로 제공하는 공급측 도압관; 상기 수용가측 열교환기와 상기 회수관 사이에 상기 온수의 흐름에 따라 상기 온도 센서에 후행되는 위치에 설치되며, 상기 회수관의 온수압력을 상기 차압 유량 조절 밸브로 제공하는 회수측 도압관;을 포함한다.
지역 난방 시스템, 차압 유량 조절 밸브

Description

차압 유량 조절 밸브의 배관 장치{Piping apparatus of the pressure differential control valve}
본 발명은 지역난방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지역난방 시스템은 집단 에너지를 공급하는 사업자가 다수의 개별 수용가에게 배관을 통해 집단 에너지를 공급하는 시스템으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 구별된다. 즉, 지역난방은 한 개의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종 건물이 개별적으로 난방 설비를 갖추지 않고, 대규모 열생산 시설을 건설하여 난방 및 급탕에 필요한 중온수를 생산하여 열수송관을 통해 다수의 수용가에 공급하는 난방방식이다.
상기한 열병합 발전소는 도 1에 도시된 바와 같이 보일러(100)와 축열조(102)와 열 교환기(104) 및 순환펌프(106)로 이루어진다.
상기 순환펌프(106)에는 수용가측 열교환기(110)까지 열을 수송하는 공급배관(108-1)과 회수배관(108-2)이 연결된다.
상기 보일러(100)는 지역난방에 필요한 열을 생산하는 보일러로써, 연료공급장치와 연소장치, 통풍장치, 급수장치, 자동제어장치, 전기 집진기 등으로 구성되며, 보일러(100)에서 생산된 증기는 열 교환기(104)를 거치면서 지역난방 중온수를 가열시킨다.
도 2는 열공급 대상 지역의 수용가측 장비의 구성을 도시한 것이다. 상기 수용가측 장비는 공급배관(108-1) 및 회수배관(108-2)이 연결되는 수용가측 열교환기(206)가 설치되고, 수용가측 열교환기(206)와 수용가측 배관 사이에는 차압 유량 조절 밸브(PDCV:Pressure Differential Control Valve)(200)가 설치되어 공급배관(108-1) 및 회수배관(108-2)의 압력이 미리 설정된 범위로 유지되도록 유량을 조절한다. 아울러, 도 2의 TW1, TW2는 테스트 웰이고, TE1, TE2는 온도 센서이며, PP1, PP2, PP3는 압력 계측 포인트이며, FE는 유량계이며, EQIT는 적산열량계이다.
상기 차압 유량 조절 밸브(200)는 배관중 공급관(108-1)에 공급측 도압관(202)을 통해 연결되고, 회수관(108-2)에 회수측 도압관(204)을 통해 연결되며 회수측 도압관(204)은 회수관(108-2)의 제3압력계(PP3)와 유량계(FE) 사이에 설치된다.
이러한 위치에 상기 차압 유량 조절 밸브(200)가 설치됨에 따라 차압유량조절밸브(200)의 다이아프램(EPDM 재질)이 노후 등으로 파손될 경우에는 운전압력이 높은 공급측 고온수는 공급관(108-1)에서 공급측 도압관(202)과 차압 유량 조절 밸브(200)의 다이아프램 실과 회수측 도압관(204)을 거쳐 곧바로 회수관(108-2)으로 흐르게 되어 회수측 온도를 상승시키며, 이는 회수측 온도센서(TE2)의 측정온도를 증가시켜 정확한 계측이 이루어지지 않는 경우가 있었다.
또한 기계실 및 현장배관의 설계, 시공시 유틸리티(Utility) 배관 간 구조물과 측면 공간 부족으로 차압 유량 조절 밸브(200)는 공급측 도압관(202)과 회수측 도압관(204)의 설치위치에 제약을 받는 문제점이 발생하며, 극히 좁은 공간에 설치되는 경우에는 공급측 도압관(202)과 회수측 도압관(204) 손상 및 고장 발생시에는 공간이 협소하여 수리가 용이하지 않은 문제도 있었다.
또한 차압 유량 조절 밸브(200)의 다이아프램 파손으로 공급측의 고온의 온수가 회수측 도압관(204)을 통하여 흐르는 경우에 육안으로는 다이아프램의 파손에 따른 차압 유량 조절 밸브(200)의 기능 상실을 확인할 수가 없었다. 이에 관리자 또는 사용자가 고온의 온수가 흐르는 회수측 도압관(204)에 접촉하여 화상 등의 안전사고가 발생되는 경우도 있었다.
또한 상기 차압 유량 조절 밸브(200)의 손상은 상기 공급측 도압관(202)과 회수측 도압관(204)이 상기 공급관(108-1)과 상기 회수관(108-2)의 배관 중심의 수평면 또는 수평면보다 낮은 위치에 연결 설치될 경우에 상기 배관 내를 흐르는 유체보다 비중이 높은 이물질이 유입되어 발생되는 경우도 있었다.
본 발명은 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절밸브에 연결되는 회수측 도압관을 회수측 온수의 온도를 측정하는 온도 센서에 대해 온수의 흐름에 따라 후속되는 위치에 연결하여 상기 차압 유량 조절밸브의 다이아프램의 파손시에도 정확한 열사용량의 계측이 가능하게 하는 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 차압 유량 조절밸브에 연결된 회수측 도압관의 온도를 표식하여 차압 유량 조절 밸브의 다이아프램 파손 및 회수측 도압관의 고온상태를 명시할 수 있는 차압 유량 조절 밸브의 배관장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 차압 유량 조절밸브에 연결된 회수측 도압관과 배관을 연결하는 배관연결장치의 부싱에 배관의 중심을 향하는 튜브를 구비시켜 상기 배관내의 이물질 및 공기가 상기 차압 유량 조절밸브 측으로 이동되지 않게 차단하는 차압 유량 조절 밸브의 배관장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 공급관을 통해 공급되는 온수를 회수관을 통해 회수시키면서 상기 온수를 열 에너지로 교환하는 수용가측 열교환기; 상기 수용가측 열교환기와 상기 공급관 및 상기 회수관 사이에 설치되어, 상기 공급관 및 상기 회수관의 압력이 미리 설정된 범위를 유지하도록 상기 공급관 및 상기 회수관의 유량을 조절하는 차압 유량 조절 밸브; 상기 수용가측 열교환기 와 상기 회수관 사이에 상기 온수의 흐름에 따른 순서에 따라 설치되는 압력센서 및 온도 센서가 구비된 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치는, 상기 공급관으로부터의 온수압력을 상기 차압 유량 조절 밸브로 제공하는 공급측 도압관; 상기 수용가측 열교환기와 상기 회수관 사이에 상기 온수의 흐름에 따라 상기 온도 센서에 후행되는 위치에 설치되며, 상기 회수관의 온수압력을 상기 차압 유량 조절 밸브로 제공하는 회수측 도압관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치는, 상기 회수측 도압관에 부착 설치되어, 상기 회수측 도압관의 온도가 미리 정해둔 온도 이상이 되면, 미리 정해둔 표식을 표시하는 필름형 온도 테이프를 더 구비함을 특징으로 한다.
또한 상기 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치는, 상기 공급측 또는 상기 회수측 도압관과 배관을 결합하는 배관 연결장치를 더 구비하며, 상기 배관 연결장치는, 상기 공급측 또는 상기 회수측 도압관의 종단과 상기 배관 연결장치간을 연결하는 도압관 연결부재; 상기 공급측 또는 상기 회수측 도압관과 상기 배관 사이를 개폐하는 밸브; 상기 밸브와 상기 배관을 연결하는 부싱; 상기 부싱의 종단에서 상기 배관의 중심으로 향하게 설치된 튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치는, 상기 부싱과 상기 튜브는 일체형으로 형성됨을 특징으로 한다.
또한 상기 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치는, 상기 부싱에 연결되는 튜브의 길이는, 배관 경의 크기에 대응되게 단축되거나 연장되어, 상기 배관의 중심을 향해 설치될 때에 상기 배관의 임의 위치에 설치하여도 공기 및 이물질의 영향을 받지 않게 함을 특징으로 한다.
상기한 본 발명은 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절밸브에 연결되는 회수측 도압관을 회수측 온수의 온도를 측정하는 온도 센서에 대해 온수의 흐름에 따라 후속되는 위치에 연결하여 상기 차압 유량 조절밸브의 다이아프램의 파손으로 인하여 회수측 배관의 온도 상승, 열사용량의 과소적산 및 계측 신뢰도 저하 등의 문제를 미연에 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 상기 차압 유량 조절밸브에 연결된 회수측 도압관의 온도를 표식하여 차압 유량 조절 밸브의 다이아프램의 파손 및 회수측 도압관의 고온상태를 명시하여 관리의 용이 및 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 상기 차압 유량 조절밸브에 연결된 공급측 도압관과 회수측 도압관과 배관을 연결하는 배관연결장치의 부싱에 배관의 중심을 향하는 튜브를 구비시켜 상기 배관 내를 흐르는 유체보다 비중이 높은 이물질 및 공기가 상기 차압 유량 조절밸브 측으로 이동되지 않게 차단하여 수용가측 장비를 보호할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차압유량 조절밸브의 배관장치가 적용된 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 수용가측 장비는 공급관(108-1)을 통해 공급되는 온수를 회수관(108-2) 을 통해 회수시키면서 상기 온수를 열 에너지로 교환하는 수용가측 열교환기(306), 상기 수용가측 열교환기(306)와 상기 공급관(108-1) 및 상기 회수관(108-2) 사이에 설치되어 상기 수용가측 열교환기(306)로 공급되는 온수의 유량을 제어하는 차압 유량 조절 밸브(300), 상기 차압 유량 조절밸브(300)와 상기 공급관(108-1) 사이에 설치되는 제1압력 측정 장치(PP1)와 제1온도 센서(TE1)와 제1테스트 웰(TW1), 상기 차압 유량 조절밸브(300)와 상기 수용가측 열교환기(306) 사이에 설치되는 제2압력 측정 장치(PP2), 상기 수용가측 열교환기(306)와 회수관(108-2) 사이에 설치되는 유량계(FE)와 제3압력 측정 장치(PP3)와 제2온도 센서(TE2)와 제2테스트 웰 삽입구(TW2), 상기 제1온도 센서(TE1)에 의해 측정된 공급온도정보와 상기 유량계(FE)에 의해 측정된 유량측정정보와 상기 제2온도 센서(TE2)에 의해 측정된 회수온도정보를 토대로 열 사용량을 산출하여 적산하는 적산열량계(308)로 구성된다.
상기 차압 유량 조절밸브(300)에 연결되는 공급측 도압관(302)은 공급관(108-1)에 연결되고, 상기 차압 유량 조절밸브(300)에 연결되는 회수측 도압관(304)은 제2테스트 웰 삽입구(TW2)에 연결된다. 여기서, 상기 테스트 웰 삽입구(TW2)는 회수관(108-2)에 미지의 센서를 부가하는 경우를 대비한 예비 장치이다.
이와 같이 본 발명은 차압 유량 조절 밸브(300)에 연결되는 회수측 도압관(304)을 온수의 흐름상 제2온도 센서(TE2)에 후행하는 위치에 위치하는 제2테스트 웰 삽입구(TW2)를 통해 회수관(108-2)과 연결하므로, 상기 차압 유량 조절 밸브(300)의 다이어프램 손상으로 공급관(108-1) 내를 흐르는 고온의 온수가 공급측 도압관(302)과 차압 유량 조절 밸브(300)의 다이아프램 실을 통하여 회수측 도압 관(304)을 거쳐 회수관(108-2)내로 유입됨으로써, 온수의 흐름상 제2온도 센서(TE2)는 상기 제2테스트 웰 삽입구(TW2)로 유입되는 온수에 의한 영향을 받지 않게 된다. 이에 제2온도 센서(TE)가 회수온도를 정확하게 센싱할 수 있으며, 이에 따라 열사용량의 계측 정확도가 향상될 수 있다.
또한 상기 회수측 도압관(304)을 제2테스트 웰 삽입구(TW2)에 연결하므로, 회수측 도압관(304)의 손상 및 고장 발생시에 수용가측 장비 내의 중온수를 모두 배수하지 않아도 수리가능하게 할 수 있다.
또한 상기 회수측 도압관(304)을 제2테스트 웰 삽입구(TW2)에 연결하므로, 상기 회수측 도압관(304)의 설치를 위해 상기 회수관(108-2)에 홀을 뚫지 않게 하므로 설치 작업을 용이하게 할 수 있게 한다.
도 4의 (a)는 상기 회수측 도압관(304)의 배관연결장치를 도시한 것이며, 도 4의 (b) 및 (c)는 공급측 도압관(302)과 공급관(108-1)을 연결 설치하거나 회수측 도압관(304)과 회수관(108-2)을 연결 설치한 예를 도시한 것이다.
상기 회수측 도압관(304)의 종단에는 필름형 온도 감지 테이프(410)가 부착된다. 상기 필름형 온도 감지 테이프(410)는 미리 정해둔 온도 이상이 될 때에 미리 정해둔 색상 또는 문양을 표식한다. 이러한 상기 필름형 온도 감지 테이프(410)는 차압 유량 조절 밸브(300)의 다이아프램의 파손으로 인하여 회수측 도압관(304)으로 고온수가 흐르는 경우를 육안으로 쉽게 파악할 수 있게 함과 아울러 신체 접촉에 의한 화상 안전사고를 미연에 방지한다.
상기 회수측 도압관(304)의 배관연결장치는 도압관 연결부재(400), 밸 브(402), 연결배관(404), 부싱(406), 튜브(408)로 구성된다.
상기 도압관 연결부재(400)는 상기 배관연결장치의 밸브(402)와 회수측 도압관(304)의 종단을 연결한다. 상기 밸브(402)는 상기 회수측 도압관(304)과 배관(412) 사이를 개폐한다. 상기 부싱(406)은 상기 연결배관(404)을 통해 상기 밸브(402)와 상기 배관(412)을 연결한다. 상기 부싱(406)의 종단에는 배관(412)의 중심을 향하는 튜브(408)가 연결된다. 상기 튜브(408)의 길이는, 배관(412) 경의 크기에 대응되게 단축되거나 연장되어; 상기 배관(412)의 중심을 향해 설치될 때에 상기 배관(412)의 임의 위치에 설치하여도 공기 및 이물질의 영향을 받지 않게 한다. 여기서, 보다 바람직하게는 상기 튜브(408)는 수평 설치된 상기 배관(412)의 중심선을 기준으로 상부면에 설치될 수 있다.
상기 부싱(406)과 상기 튜브(408)의 상세 구조는 도 5에 도시한 바와 같다.
도 5의 (a)는 부싱(406')과 튜브(408')가 분리 형성된 예를 도시한 것으로, 상기 부싱(406')내에 튜브(408')가 결착된 예를 도시한 것이 도 5의 (b)이다. 상기한 바와 같이 결착된 부싱(406')과 튜브(408')의 이탈을 방지하기 위한 방법으로는 용접 등의 방법이 채용될 수 있다.
도 5의 (c) 및 (d)는 부싱(406'')과 튜브(408'')가 일체형으로 형성된 예를 도시한 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 회수측 도압관(304)의 배관연결장치는 배관(412)의 중심으로 향하는 튜브(408)를 채용함에 따라, 용접 작업 등의 이유로 배관(412) 내부로 용접 잔유물 및 모래 등의 각종 고형 입자 물질이 회수측 도압 관(304)을 통해 차압 유량 조절밸브(300)로 유입되지 않게 하여, 차압 유량 조절밸브(300)를 보호할 수 있다.
또한 본 발명의 회수측 도압관(304)의 배관연결장치는 배관(412)의 중심으로 향하는 튜브(408)를 채용함에 따라, 배관(412)의 온도 변화 등에 따른 배관수 체적의 수축으로 발생하는 공기가 회수측 도압관(304)으로 유입되는 문제도 근원적으로 해소할 수 있다. 즉 배관(412)의 중심으로 향하는 튜브(408)는 배관(412) 내에 작동 유체의 수축시에 공기 기포가 발생하여 배관(412)의 상부측에 체류하여도 회수측 도압관(304) 또는 공급측 도압관(302)을 통하여 공기가 유입되지 않게 한다.
도 1은 일반적인 지역난방 시스템의 구조도.
도 2는 일반적인 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 구조도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 구조도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회수측 도압관의 배관연결장치의 구조도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관연결장치의 부싱과 튜브의 상세 구조도.

Claims (6)

  1. 공급관을 통해 공급되는 온수를 회수관을 통해 회수시키면서 상기 온수를 열 에너지로 교환하는 수용가측 열교환기;
    상기 수용가측 열교환기와 상기 공급관 및 상기 회수관 사이에 설치되어, 상기 공급관 및 상기 회수관의 압력이 미리 설정된 범위를 유지하도록 상기 공급관 및 상기 회수관의 유량을 조절하는 차압 유량 조절 밸브;
    상기 수용가측 열교환기와 상기 회수관 사이에 상기 온수의 흐름에 따른 순서에 따라 설치되는 압력센서 및 온도 센서가 구비된 지역난방 시스템의 수용가측 장비의 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치에 있어서,
    상기 공급관으로부터의 온수압력을 상기 차압 유량 조절 밸브로 제공하는 공급측 도압관;
    상기 수용가측 열교환기와 상기 회수관 사이에 상기 온수의 흐름에 따라 상기 온도 센서에 후행되는 위치에 설치되며, 상기 회수관의 온수압력을 상기 차압 유량 조절 밸브로 제공하는 회수측 도압관; 및
    상기 공급측 도압관과 상기 공급관 또는 상기 회수측 도압관과 상기 회수관을 결합하는 배관 연결장치;를 구비하며,
    상기 배관 연결장치가,
    상기 공급측 도압관의 종단과 상기 공급관 사이 또는 상기 회수측 도압관의 종단과 상기 회수관 사이를 연결하는 도압관 연결부재;
    상기 공급측 도압관의 종단과 상기 공급관 사이 또는 상기 회수측 도압관의 종단과 상기 회수관 사이를 개폐하는 밸브;
    상기 밸브와 상기 공급관 또는 상기 회수관을 연결하는 부싱;
    상기 부싱의 종단에서 상기 공급관 또는 상기 회수관의 중심으로 향하게 설치된 튜브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회수측 도압관에 부착 설치되어, 상기 회수측 도압관의 온도가 미리 정해둔 온도 이상이 되면 미리 정해둔 색상 또는 문양을 표식하는 필름형 온도 테이프;를 더 구비함을 특징으로 하는 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부싱과 상기 튜브는 일체형으로 형성됨을 특징으로 하는 차압 유량 조절 밸브의 배관 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부싱에 연결되는 튜브의 길이는,
    상기 공급관 또는 상기 회수관의 배관 경의 크기에 대응되게 단축되거나 연장되어;
    상기 공급관 또는 상기 회수관의 중심을 향해 설치될 때에 상기 공급관 또는 상기 회수관의 임의 위치에 설치하여도 공기 및 이물질의 영향을 받지 않게 함을 특징으로 하는 차압 유량 조절 밸브의 배관장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부싱에 연결되는 튜브는,
    수평설치되는 공급관 또는 회수관의 중심선을 기준으로 상기 공급관 또는 상기 회수관의 상부면에 설치됨을 특징으로 하는 차압 유량 조절 밸브의 배관장치.
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