KR101099779B1 - 건축물 난방시스템 - Google Patents

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KR101099779B1 KR1020110045339A KR20110045339A KR101099779B1 KR 101099779 B1 KR101099779 B1 KR 101099779B1 KR 1020110045339 A KR1020110045339 A KR 1020110045339A KR 20110045339 A KR20110045339 A KR 20110045339A KR 101099779 B1 KR101099779 B1 KR 101099779B1
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F24F3/10—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with separate supply lines and common return line for hot and cold heat-exchange fluids i.e. so-called "3-conduit" system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F2130/00—Control inputs relating to environmental factors not covered by group F24F2110/00
    • F24F2130/40—Noise

Abstract

본 발명은 건축물 내 난방을 위해 설치되는 난방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 내 열원을 생성,공급하는 기계실을 일정 규모의 세대별로 분리하여 각각 설치하고, 입상공급관과 입상환수관의 관말에 양자를 연결하는 별도의 입상바이패스관을 형성하여, 봄이나 가을 등 소수의 세대만이 난방을 하는 경우에도 난방불균형 및 소음문제를 개선할 수 있으며, 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 초기 난방 공급온도까지 소요되는 시간 및 에너지를 절감할 수 있고, 또한 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 각 세대 내에서의 난방불균형 및 배관 내 유체의 소음으로 인한 문제를 개선할 수 있는 건축물 난방시스템에 관한 것이다.

Description

건축물 난방시스템{A Building Heating System}
본 발명은 건축물 내 난방을 위해 설치되는 난방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 내 열원을 생성,공급하는 기계실을 일정 규모의 세대별로 분리하여 각각 설치하고, 입상공급관과 입상환수관의 관말에 양자를 연결하는 별도의 입상바이패스관을 형성하여, 봄이나 가을 등 소수의 세대만이 난방을 하는 경우에도 난방불균형 및 소음문제를 개선할 수 있으며, 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 초기 난방 공급온도까지 소요되는 시간 및 에너지를 절감할 수 있고, 또한 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 각 세대 내에서의 난방불균형 및 배관 내 유체의 소음으로 인한 문제를 개선할 수 있는 건축물 난방시스템에 관한 것이다.
아파트와 같은 대규모 건축물이 설치된 지역에서는 중앙 난방시스템이나 지역 난방시스템이 설치되어 각 세대에 난방을 공급하고 있다.
그러나, 종래의 난방시스템에서는 통상적으로 2-파이프 시스템을 이용함은 물론 난방수요가 급증하는 겨울철의 최대 수요 난방량에 맞추어 부하설계가 이루어지기 때문에, 겨울철에 전체 세대에서 난방을 실시하는 경우에는 원활하게 난방이 이루어지나, 봄이나 가을과 같이 대부분의 세대에서는 난방을 하지 않고 소수의 세대에서만 난방을 실시하는 경우에는 난방시간이 많이 소요되는 난방불균형과 배관내 유체의 소음으로 인한 문제가 발생하고 있다.
또한, 종래의 난방시스템에서는 난방 수요량인 세대 수를 고려하지 않고 하나의 기계실에서 전체 난방시스템에 사용되는 열원을 생성,공급하는 방식을 취하고 있기 때문에, 기계실 설치를 위한 건축비용은 물론 배관설비의 용량증대로 인한 설비비용 증대의 문제가 있다.
또한, 종래의 난방시스템에서는 시스템에 이상이 발생한 경우 시스템 전체를 off하고 문제를 해결하여야 하며, 따라서 문제를 해결하는 사이에는 난방이 실시되지 못하게 되기 때문에 그로 인해 건축물 내 재실자가 불편함을 감수하여야 하는 문제가 있다.
또한, 종래의 난방시스템에서는 각 세대 내에서의 유체의 흐름시 과도한 차압으로 발생하는 문제를 해결할 수 있는 별도의 구성이 포함되어 있지 않기 때문에 이로 인한 소음 등의 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 시스템 내 열원을 생성,공급하는 기계실을 일정 규모의 세대별로 분리하여 각각 설치하고, 입상공급관과 입상환수관의 관말에 양자를 연결하는 별도의 입상바이패스관을 형성하여, 봄이나 가을 등 소수의 세대만이 난방을 하는 경우에도 난방불균형 및 소음문제를 개선할 수 있는 건축물 난방시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 초기 난방 공급온도까지 소요되는 시간 및 에너지를 절감할 수 있는 건축물 난방시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 각 세대 내에서의 난방불균형 및 배관 내 유체의 소음으로 인한 문제를 개선할 수 있는 건축물 난방시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 건축물 난방시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 난방시스템은 난방 열원을 생성하여 공급하는 기계실과; 열교환기를 거치면서 상기 기계실에서 공급된 열원과의 열교환을 통해 난방 유체를 공급하는 메인공급관과; 상기 메인공급관으로부터 해당 구역별로 분기되는 다수 개의 입상공급관과; 상기 입상공급관으로부터 난방 유체를 공급받아 세대 내 난방이 이루어지는 세대내배관과; 상기 세대내배관을 통해 세대 내 난방에 사용된 난방 유체를 환수하는 입상환수관과; 해당 구역별 다수 개의 입상환수관으로부터 사용 후 난방 유체를 환수하여 열교환기에 공급하는 메인환수관;을 포함하며, 상기 기계실은 일정 규모의 세대별로 분리되어 각각 설치되고, 상기 입상공급관과 입상환수관의 관말에는 양자를 연결하는 입상바이패스관을 형성하여, 소수의 세대만이 난방을 하는 경우에도 난방불균형 및 소음문제를 개선할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 건축물 난방시스템에 있어서 상기 기계실은 400~600세대별로 분리되어 각각 설치되고, 상기 입상바이패스관의 관로에는 차단밸브, 차압밸브, 온도감지식 개폐밸브 중 어느 하나가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 건축물 난방시스템에 있어서 상기 메인환수관에는 순환펌프가 설치되고, 상기 순환펌프는 전체 유량 대비 일정 범위의 유량만을 순환시킬 수 있는 용량의 다수 개의 순환펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 건축물 난방시스템에 있어서 상기 순환펌프는 각각 전체 유량의 1/3~1/4를 순환시킬 수 있는 용량의 3~4대의 순환펌프가 설치되어 인버터시스템으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 건축물 난방시스템에 있어서 상기 세대내배관의 관로에는 3방밸브, 차압유량밸브, 온도감지식 개폐밸브 중 어느 하나가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 건축물 난방시스템에 있어서 상기 메인공급관과 메인환수관의 관말에는 양자를 연결하는 메인바이패스관이 추가로 형성되고, 상기 메인바이패스관의 관로에는 차압밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 시스템 내 열원을 생성,공급하는 기계실을 일정 규모의 세대별로 분리하여 각각 설치하고, 입상공급관과 입상환수관의 관말에 양자를 연결하는 별도의 입상바이패스관을 형성하여, 봄이나 가을 등 소수의 세대만이 난방을 하는 경우에도 난방불균형 및 소음문제를 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 초기 난방 공급온도까지 소요되는 시간 및 에너지를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 건축물 내 전체 세대가 아닌 일부 세대만이 난방을 하는 경우에도 각 세대 내에서의 난방불균형 및 배관 내 유체의 소음으로 인한 문제를 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도
도 3은 일정 규모의 세대수를 기준으로 기계실을 분리하여 난방시스템을 구현한 예를 도시한 구조도
도 4는 도 2에서 세대내배관('A')에 3방밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도
도 5는 도 2에서 세대내배관('A')에 차압유량밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도
도 6은 도 2에서 세대내배관('A')에 온도감지식 개폐밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도
도 7은 도 2에서 입상바이패스관('B')에 차단밸브나 차압밸브 또는 온도감지식 개폐밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도
이하에서는 본 발명에 따른 건축물 난방시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 1은 종래의 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도이고, 도 3은 일정 규모의 세대수를 기준으로 기계실을 분리하여 난방시스템을 구현한 예를 도시한 구조도이고, 도 4는 도 2에서 세대내배관('A')에 3방밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도이고, 도 5는 도 2에서 세대내배관('A')에 차압유량밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도이고, 도 6은 도 2에서 세대내배관('A')에 온도감지식 개폐밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도이고, 도 7은 도 2에서 입상바이패스관('B')에 차단밸브나 차압밸브 또는 온도감지식 개폐밸브가 설치된 구조를 도시한 구조도이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도이고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건축물 난방시스템의 구조를 도시한 구조도이다.
도 1을 참조하면, 종래에 아파트와 같이 단지 내 많은 세대가 거주하는 건축물에 설치되는 난방시스템의 경우, 기계실(a)에서 생성,공급되는 난방 열원을 이용하여 열교환기(b)를 거치면서 열교환된 난방 유체를 공급하는 주공급관(c)으로부터 각 동에 난방 유체를 공급하기 위한 다수 개의 입상공급관(e)이 분기되며, 상기 입상공급관(e)에서는 다시 각 동에 위치하는 세대 별로 세대 내에 난방 유체를 공급하기 위한 세대내배관(g)이 분기되고, 상기 세대내배관(g)을 거치면서 난방에 사용되고 온도가 떨어진 난방 유체는 입상환수관(f)을 통해 환수되어, 주환수관(d)을 거쳐 다시 열교환기(b)에 공급되어 열교환을 하는 방식으로 형성되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 건축물 난방시스템의 경우, 특히 기계실(a)이 세대 수에 관계없이 1곳으로 설치,운영되고 있기 때문에 대단지 공동건축물의 난방을 각 세대의 요구에 부응할 수 있게 관리하기에는 어려움이 있으며, 따라서 전체적인 부하를 요구하는 겨울철이 아닌 부분 부하를 필요로 하는 봄,가을철과 같은 가혈난방시즌에는 특히 이를 미세하게 관리하기가 어려운 실정이다. 또한, 1곳의 기계실(a)만을 두는 경우에는 기계실(a)의 벽·바닥두께, 층고가 상대적으로 증대되어 그 설치를 위한 건축공사비용이 증대됨은 물론, 설치되는 배관 관경이 증대되고 기타 설비 용량도 증대되어 기계설비배관비용 역시 증대되는 문제점 역시 안고 있었다.
또한, 종래에는 주공급관(c)과 주환수관(d) 사이에 직접적으로 양자를 연결시키는 배관이 없고 단지 입상공급관(e)과 입상환수관(f)을 거쳐야만 주공급관(c)과 주환수관(d) 사이에 난방 유체가 순환할 수 있게 되고, 입상공급관(e)과 입상환수관(f) 사이에도 역시 양자를 직접적으로 연결시키는 배관이 없고 단지 각 세대내배관(g)을 거쳐야만 입상공급관(e)과 입상환수관(f) 사이에 난방 유체가 순환할 수 있게 되는 구조에 불과하였기 때문에, 앞서 종래기술의 문제점으로 언급한 바와 같이 겨울철에 전체 세대에서 난방을 실시하는 경우에는 원활하게 난방이 이루어지나, 봄이나 가을과 같이 대부분의 세대에서는 난방을 하지 않고 소수의 세대에서만 난방을 실시하는 경우에는 주공급관(c) 및 입상공급관(e)을 거쳐 공급되는 난방 유체의 유량 및 압력에 비해 난방을 하는 세대의 세대내배관(g)만을 거쳐 입상환수관(f)과 주환수관(d)으로 환수되는 난방 유체의 유량은 떨어지고 압력은 현저하게 올라가기(통상 ΔP가 0.2㎏／㎡ ~ 0.3㎏／㎡ 이상으로 현저하게 올라가기)때문에, 이로 인해 난방불균형과 배관내 유체의 소음으로 인한 문제가 발생하고 난방시간이 많이 소요되게 된다. 특히, 각 세대내배관(g)에는 통상적으로 정유량밸브(h)만이 설치되어 있기 때문에 이러한 유량 및 압력의 차이를 해소시키기에는 역부족인 실정임은 물론, 종래 주공급관(c)과 주환수관(d) 사이의 차압을 측정하여 주공급관(c)과 주환수관(d) 내 난방 유체를 순환시키는 차압밸브(i) 역시 기계실(a) 내에 설치되어 기계실(a)에서 유출입되는 유량과 압력을 조절하는 것에 불과하기 때문에 이 역시 이러한 유량 및 압력의 차이를 해소시키기에는 역부족이다.
또한, 종래에는 주공급관(c)과 주환수관(d)의 난방 유체의 흐름을 생성시키는 순환펌프(j)가 1대가 연결되어 가동하는 방식이기 때문에, 봄이나 가을과 같이 대부분의 세대에서는 난방을 하지 않고 소수의 세대에서만 난방을 실시하는 경우에 있어서 앞서 설명한 바와 같은 난방 유체의 유량 및 압력 차이를 제어하기에는 역시 부적합하다.
도 2 내지 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 난방시스템은 난방 열원을 생성하여 공급하는 기계실(100)과; 열교환기(110)를 거치면서 상기 기계실(100)에서 공급된 열원과의 열교환을 통해 난방 유체를 공급하는 메인공급관(210)과; 상기 메인공급관(210)으로부터 해당 구역별로 분기되는 다수 개의 입상공급관(310)과; 상기 입상공급관(310)으로부터 난방 유체를 공급받아 세대 내 난방이 이루어지는 세대내배관(400)과; 상기 세대내배관(400)을 통해 세대 내 난방에 사용된 난방 유체를 환수하는 입상환수관(320)과; 해당 구역별 다수 개의 입상환수관(320)으로부터 사용 후 난방 유체를 환수하여 열교환기(110)에 공급하는 메인환수관(220)과; 상기 메인환수관(220)에설치된 순환펌프(500);를 포함할 수 있다.
상기 기계실(100)은 본 발명에 따른 건축물 난방시스템에 사용되는 난방 열원을 생성하여 공급하는 구성으로, 특히 본 발명에서는 종래와 같이 건축물의 규모나 세대수에 관계 없이 1곳의 기계실만을 설치,운영하는 것에서 벗어나, 일정 규모의 세대별 특히, 400~600세대별(1세대는 100㎡≒30평형 기준으로 부하계산을 함, 바람직하게는 500세대별)로 기계실(100)을 분리하여 각각 설치함으로써, 한 곳의 기계실(100)에서 생성,공급할 난방 열원의 양을 적정하여 분할하여 부하의 변동에도 효율적으로 대응할 수 있게 함은 물론, 기계실 벽체나 바닥의 두께, 층고를 줄일 수 있어 건축비용이나 층고 문제를 해결하고 소규모, 소용량의 배관설비 등을 활용할 수 있게 하는 특징을 갖게 된다.
상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)은 열교환기(110)를 통해 상기 기계실에서 생성,공급된 난방 열원과의 열교환을 통해 난방 유체를 순환시키는 배관 라인으로, 본 발명에서는 상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)이 하나의 라인으로 전체를 커버하도록 배관하는 것이 아니라, 메인공급관(210)과 메인환수관(220)을 특정 파트별로 구획된 일정 범위만을 커버하도록 분리 배관을 함으로써, 계절에 따른 부하변동에 효율적으로 대응할 수 있게 한다. 특히, 본 발명에서는 상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 효과적으로 제어할 수 있게 하기 위해 상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)의 관말에서 양자를 연결하는 메인바이패스관(230)을 추가로 형성할 수 있다.
상기 메인바이패스관(230)은 상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)의 관말에서 양자를 상호 연결하는 배관 라인으로, 상기 메인바이패스관(230)의 관로에는 별도의 차압밸브(231)가 형성되어 상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다. 즉, 상기 차압밸브(231)는 상기 메인공급관(210)을 흐르는 난방 유체의 유량 및 그로 인한 압력이 증대되어 메인공급관(210)과 메인환수관(220) 사이의 차압이 일정 기준 이상을 초과하게 되면 제어부(미도시)의 제어하에 개방되어 상기 메인바이패스관(230)의 관로를 통해 메인공급관(210)의 난방 유체를 상기 입상공급관(310)이나 입상환수관(320)을 거치지 않더라도 직접 메인환수관(220)으로 순환시켜 메인공급관(210)과 메인환수관(220) 간의 차압을 감소시키도록 하는 기능을 수행하게 된다.
상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)은 상기 메인공급관(210)과 메인환수관(220)의 난방 유체를 각 세대에 전달하기 위해 메인공급관(210)으로부터 분기되는 다수의 입상공급관(310)과 메인환수관(220)에 수렴되어 난방에 사용된 난방유체를 메인환수관(220)을 통해 순환될 수 있게 하는 다수의 입상환수관(320)으로 구성되며, 본 발명에서는 앞서의 특정 파트별로 구회되어 일정 범위만을 커버하도록 분리 배관되는 메인공급관(210)과 메인환수관(220)에서와 같이 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 역시 동별, 층별로 부하계산을 토대로 하여 일정 범위만을 커버하도록 분리 배관을 함으로써, 계절에 따른 부하변동에 효율적으로 대응할 수 있게 한다. 또한, 본 발명에서는 역시 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 효과적으로 제어할 수 있게 하기 위해 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)의 관말에서도 양자를 연결하는 입상바이패스관(330)을 추가로 형성할 수 있다.
상기 입상바이패스관(330)은 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)의 관말에서 양자를 상호 연결하는 배관 라인으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 입상바이패스관(330)의 관로에는 별도의 차단밸브(331, 이는 통상 볼밸브, 콕밸브, 그루브밸브 등을 포함하는 개념임), 차압밸브(332), 온도감지식 개폐밸브(333) 중 어느 하나가 형성되어 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다. 즉, 제어부(미도시)에 의해 개폐가 제어되는 차단밸브(331)나, 상기 입상공급관(310)을 흐르는 난방 유체의 유량 및 그로 인한 압력이 증대되어 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 간의 차압이 일정 기준 이상을 초과하게 되면 제어부(미도시)의 제어하에 개방되어 상기 입상바이패스관(330)의 관로를 통해 입상공급관(310)의 난방 유체를 상기 세대내배관(400)을 거치지 않더라도 직접 입상환수관(320)으로 순환시켜 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 간의 차압을 감소시키도록 하는 차압밸브(332)(참고로, 이는 앞서 메인바이패스관(230)에 설치되는 차압밸브(231)와 동일한 밸브이다), 내지는 상기 입상환수관(320)을 통해 환수되는 난방 유체의 온도가 일정 기준 이하로 감지되거나 또는 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)의 온도 차이를 감지하여 일정 기준 이상을 초과하게 되면 제어부(미도시)의 제어하에 개방되어 역시 입상공급관(310)의 난방 유체를 상기 세대내배관(400)을 거치지 않더라도 직접 입상환수관(320)으로 순환될 수 있게 하는 온도감지식 개폐밸브(333)를 통해 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 입상바이패스관(330)에 별도의 차단밸브(331), 차압밸브(332), 온도감지식 개폐밸브(333) 중 어느 하나가 형성되는 것 대신에, 상기 입상환수관(320)의 관로에 별도의 3방밸브(321)가 형성되어 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다. 상기 3방밸브(321)는 3-way밸브라고도 일컬어 지는 것으로, 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 사이의 차압이 일정 수준을 도과하는 경우에 있어 제어부(미도시)의 제어하에 상기 3방밸브(321)는 난방 유체를 세대내배관(400)을 거치지 않고도 바로 입상공급관(310)으로부터 입상환수관(320)으로 순환할 수 있게 조절하여 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 입상바이패스관(330)에 별도의 차단밸브(331), 차압밸브(332), 온도감지식 개폐밸브(333) 중 어느 하나가 형성되는 것 대신에, 입상공급관(310)과 입상환수관(320)에 각각 온도센서를 부착시키고 상기 입상환수관(320)의 관로에는 별도의 유량조절밸브(322)를 형성하여 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다. 즉, 상기 유량조절밸브(322)는 입상공급관(310)과 입상환수관(320)에 각각 부착된 온도센서를 통해 입상공급관(310)과 입상환수관(320)의 온도 차이가 일정 범위 이상을 초과하게 되는 경우에 제어부(미도시)의 제어하에 상기 유량조절밸브(322)를 컨트롤하여 난방 유체를 세대내배관(400)을 거치지 않고도 바로 입상공급관(310)으로부터 입상환수관(320)으로 순환할 수 있게 조절하여 입상공급관(310)과 입상환수관(320)을 각각 흐르는 난방 유체의 유량 및 압력의 차이가 급격하게 증대되는 것을 방지하게 된다.
상기 세대내배관(400)은 각 세대 내에 난방 유체가 순환할 수 있도록 배관되는 라인으로, 상기 입상공급관(310)으로부터 공급된 난방 유체는 세대내배관(400)을 통해 순환된 후 상기 입상환수관(320)을 통해 환수되게 된다. 앞서 언급한 바와 같이 종래의 난방시스템에서는 입상공급관으로부터 제공되는 난방 유체는 반드시 세대내배관을 통해서만 입상환수관으로 순환되어 환수되도록 설계되기 때문에, 겨울철 모든 세대가 난방을 하는 경우에는 별 문제가 되지 않으나, 봄이나 가을과 같이 대부분의 세대는 난방을 하지 않고 30% 미만의 세대에서만 난방을 하는 경우에 있어서는 난방을 하는 세대로만 유량이 집중되고 입상공급관과 입상환수관 간의 차압이 4 ㎏／㎠ 이상 발생하여(즉, 일반적인 기준인 0.2㎏／㎡ ~ 0.3㎏／㎡보다 현저하게 상승) 그로 인한 압력과 유속 증대로 인한 유속음이나 워터햄머, 마찰음 또는 배관 내 공기흐름에 따른 소음 등이 발생함은 물론, 소수의 난방을 하는 세대의 세대내배관(400)을 통해서만 난방 유체가 순환됨에 따른 난방 유체 순환량의 절대 감소로 신속하게 뜨거운 난방 유체가 세대내배관(400)으로 공급될 수 없어(즉, 배관 내 일정한 온도유지가 어려워) 난방 시간이 많이 소요되는 난방불균형 문제가 발생하게 된다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 세대내배관(400)의 관로 상에 3방밸브(410), 차압유량밸브(420), 온도감지식 개폐밸브(430) 중 어느 하나가 설치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 3방밸브(410)는 통상 3-way 밸브라 일컬어지는 것으로, 상기 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 사이의 차압이 일정 수준을 도과하여 세대내배관(400) 전체를 순환하지 않고(보다 구체적으로는 세대내배관(400)의 난방코일(440) 쪽을 거치지 않고) 빠르게 난방 유체를 순환시켜야 할 필요가 있는 경우, 제어부(미도시)의 제어하에 상기 3방밸브(410)는 난방 유체를 난방코일(440)을 거치지 않고 우회하여 입상공급관(310)으로부터 입상환수관(320)으로 바로 순환할 수 있게 조절할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 차압유량밸브(420)는 입상공급관(310)-세대배배관()-입상환수관(320)을 순환하는 난방 유체에 일정 기준을 초과하는 차압이 발생하게 되면 이를 감지하여 제어부(미도시)의 제어하에 세대내배관(400)으로 난방 유체가 순환하는 것을 감소시키고 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 사이의 (입상바이패스관(330)을 통한)빠른 순환을 유도하게 된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 온도감지식 개폐밸브(430)는 세대내배관(400)을 거쳐 입상환수관(320)으로 환수되는 난방 유체의 온도가 일정 온도 이상으로 저하되는 경우 이를 감지하여 제어부(미도시)의 제어하에 세대내배관(400)으로 난방 유체가 순환하는 것을 감소시키고 입상공급관(310)과 입상환수관(320) 사이의 (입상바이패스관(330)을 통한)빠른 순환을 유도하게 된다.
상기 순환펌프(500)는 메인공급관(210)과 메인환수관(220)의 난방 유체의 흐름을 생성시키는 동력을 제공하는 구성으로, 종래에는 앞서 설명한 바와 같이 메인환수관에 순환펌프 1대가 연결되어 가동하는 방식이기 때문에, 전체 부하가 걸리는 여름철과 달리 봄이나 가을과 같이 대부분의 세대에서는 난방을 하지 않고 소수의 세대에서만 난방을 실시하는 경우에 있어서 난방 유체의 유량 및 압력 차이를 제어하기에는 부적합한 문제가 있었던바, 본 발명에서는 각각 전체 유량의 1/3~1/4를 순환시킬 수 있는 용량의 3~4대의 순환펌프(500)를 분리하여 연결시키고 인버터시스템에 의해 제어되게 함으로써, 부하가 1/3~1/4로 급감하는 경우에 있어서는 나머지 순환펌프(500)는 가동을 중단하고 1대의 순환펌프(500)만을 가동시키는 방식으로 제어하여 소수의 세대에서만 난방을 실시하는 경우에 있어서도 효율적으로 난방 유체의 순환 유량 등을 제어할 수 있게 된다.
종합해보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 난방시스템은 기계실을 일정 부하량에 따른 일정 규모의 세대별로 분리,형성함과 아울러 메인공급관과 메인환수관, 입상공급관과 입상환수관을 각각 양정 계산에 따라 일정 구역별로 분리배관하여 건축비용은 물론 기계설비배관비용까지 줄일 수 있게 하고, 또한 메인공급관과 메인환수관의 관말 및 입상공급관과 입상환수관의 관말에서 각각 양자 간을 연결하는 바이패스관로를 추가로 형성하고 해당 관로 상에 형성된 밸브의 개폐제어를 통해 난방불균형 및 유속음 등의 소음문제를 해결할 수 있게 하고, 또한 각 세대 내에 설치되는 세대내배관의 관로 상에서도 3방밸브, 차압유량밸브, 온도감지식 개폐밸브 등을 추가로 형성하여 이의 개폐제어를 통해 세대내배관의 차압, 유량을 제어하여 난방불균형 및 유속음 등의 문제를 해결할 수 있게 하는 특징을 갖는다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기계실 110: 열교환기
210: 메인공급관 220: 메인환수관
230: 메인바이패스관 231: 차압밸브
310: 입상공급관 320: 입상환수관
321: 3방밸브 322: 유량조절밸브
330: 입상바이패스관 331: 차단밸브 332: 차압밸브
333: 온도감지식 개폐밸브
400: 세대내배관
410: 3방밸브 420: 차압유량밸브
430: 온도감지식 개폐밸브 440: 난방코일
500: 순환펌프
*종래기술에 관련된 부호
a: 기계실 b: 열교환기
c: 주공급관 d: 주환수관
e: 입상공급관 f: 입상환수관
g: 세대내배관 h: 정유량밸브 i: 차압밸브 j: 순환펌프

Claims (8)

  1. 일정 규모의 세대에 대해 난방 열원을 생성하여 공급하는 기계실과;
    열교환기를 거치면서 상기 기계실에서 공급된 열원과의 열교환을 통해 난방 유체를 공급하는 메인공급관과;
    상기 메인공급관으로부터 해당 구역별로 분기되는 다수 개의 입상공급관과;
    상기 입상공급관으로부터 난방 유체를 공급받아 각 세대 내 난방이 이루어지는 다수의 세대내배관과;
    상기 세대내배관을 통해 세대 내 난방에 사용된 난방 유체를 환수하는 다수 개의 입상환수관과;
    해당 구역별 다수 개의 입상환수관으로부터 사용 후 난방 유체를 환수하여 열교환기에 공급하는 메인환수관을; 포함하며,
    해당 구역별로 쌍을 이루는 상기 입상공급관과 입상환수관의 관말 부위에서 상기 입상공급관과 입상환수관을 연결하는 입상바이패스관을 형성하고, 상기 입상바이패스관의 관로에는 밸브가 설치되어, 소수의 세대만이 난방을 하는 경우에 난방에 사용되지 아니하는 상기 입상공급관 내의 난방 유체는 상기 입상바이패스관의 관로를 통해 상기 입상환수관으로 회수될 수 있어서, 난방불균형 및 소음문제를 개선할 수 있는 것을 특징으로 하는 건축물 난방시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인공급관과 메인환수관의 관말 부위에는 상기 메인공급관과 메인환수관을 연결하는 메인바이패스관이 추가로 형성되고, 상기 메인바이패스관의 관로에는 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 건축물 난방시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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