KR101187066B1 - 급탕 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고층으로 건축된 특정 건물내의 층간 하중압에 차이가 있는 급탕압 혹은 복수의 건물들간의 급탕압력차에 대응하여 급탕을 순환배관속으로 공급함에 있어 층별 적정압력 범위를 설정하고 설정한 압력범위에서 급탕이 공급되도록 한 급탕 공급장치에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 건물의 각 층별 급탕 배관이 견딜 수 있는 적정 압력범위(최대치와 최소치)를 메모리부에 각각 설정하여 급탕을 설정한 압력범위가 되도록 급탕을 공급함으로써 펌프의 용량을 증설하지 않더라도 고층 건물의 층별 배관내에 중력차이에 대응하여 급탕을 수요처로 안정적으로 공급할 수 있다.

급탕, 고층건물

Description

급탕 공급장치{DISTRIBUTOR OF HOT WATER}

본 발명은 초고층으로 건축된 특정 건물내부에 설치된 급탕배관에 작용하는 층간 하중압의 차이에 대응하여 급탕을 각층의 순환배관속으로 공급함에 있어 건물의 각 층별 배관내부의 적정압력 범위를 설정하고, 설정한 압력범위에서 급탕이 공급되도록 한 급탕 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 아파트, 오피스텔 혹은 빌딩과 같은 공동 주택에는 냉난방은 물론 세안이나 목욕을 위한 급탕이 공급하기 위한 급탕시설을 갖추고 있는데, 상기한 난방시설은 각 세대에서 개별적으로 난방 및 급탕하는 것에 비해 건물에서 통합적으로 난방 및 급탕을 제공하는 것이 에너지를 절감과 환경오염을 방지할 수 있는 장점이 있어 최근에 건축되는 고층건물들은 중앙 난방식 혹은 지역 난방식이 주로 채택되고 있다.

한편, 건물내에 설치된 순환배관속으로 급탕을 공급함에 있어 건물의 높이에 따라 배관내에는 중력압이 작용하므로 배관속으로 급탕을 공급할 때, 배관속으로 공급되는 급탕 압력은 중력압 이상으로 송출하게 된다.

그러나, 과거에 건축된 건물들의 높이는 그다지 높지 않으나 최근에 신축되 는 아파트나 빌딩들은 40~50층 혹은 그 이상으로 고층화되고 있어 배관내에 작용하는 중력압도 크게 증가하고 있다.

현재, 건물내의 순환배관속으로 급탕을 순환시키는 방식은 주로 건물의 지하공간에 열교환기를 설치한 뒤 열교환된 급탕을 고압펌프로 펌핑하여 메인배관을 통해 건물의 특정 높이까지 송출한 뒤 메인배관으로부터 각 세대로 분지된 소직경 배관을 통해 각 세대로 급탕을 공급하고 있다.

즉, 기존의 급탕 공급방식은 급탕을 송출할 때 건물의 각 층별로 송출압력을 구분하여 송출하지 않고 메인배관을 통해 일괄적인 압력(급탕이 건물의 최상층까지 도달할 수 있는 압력)으로 송출하기 때문에 저층의 배관에는 과도한 압력이 가해지면서 합성수지로 제조된 배관의 경우 종종 파열되는 문제가 발생하기도 한다.

물론 이러한 문제는 메인배관으로부터 각 세대로 분지된 배관상에 정압밸브를 부착하여 메인배관에 가해진 과도한 압력을 일정한 수준으로 감압하면 해결될 수 있으나 최근 건물이 고층화되면서 배관내에 작용하는 중력압도 상승하기 때문에 그에 대응하여 급탕의 송출압력도 상승시켜야 한다.

따라서, 펌프의 용량을 증설하는 것만으로는 배관내에 작용하는 중력압에 대응하여 효과적인 급탕을 순환시키기에는 한계가 있어 근본적인 해결책이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발 명의 목적은 특정 건물 높이와 건물의 층간 급탕압 차이 혹은 복수의 건물들간의 급탕압력의 차이에 대응하여 해당 배관속으로 안정된 범위로 유지되도록 급탕을 안정적으로 공급할 수 있는 급탕 공급장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 급탕 공급장치의 목적에 따른 구현수단은,

건물내에 설치된 배관들에 각각 부착되어 배관내의 압력을 각각 검출하는 압력감지센서(A1~An)와, 급탕 배관(L1~Ln)의 관로를 개방시키는 전자밸브(B1~Bn)들과;

급탕 배관의 출력단이 연결되면서 난방공간을 경유한 급탕을 저장하는 물탱크(WT)와;

상기 물탱크(WT)에 저장된 유체를 송출하는 펌프(PP)와;

상기 펌프(PP)에 의해 송출되는 유체가 유입되어 보일러(B)에서 가열된 유체를 열교환시킨 뒤 열교환된 급탕을 상기 급탕 배관속으로 공급되도록 연결된 열교환 유니트(CH) 및;

상기 압력감지센서(A1~An)가 검출한 센싱값을 전달받아 메모리부에 설정값과 센싱값을 비교판단한 뒤, 센싱값이 설정값 이하인 경우 전원을 피 압력센싱 배관에 부착된 전자밸브(B1~Bn)와 펌프(PP)에 전원을 공급하여 물탱크(WT)에 저장된 물을 해당 배관속으로 공급하도록 제어하는 전자제어회로부(MC)에 의해 달성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 건물의 층별 급탕 배관이 견딜 수 있는 적정 압력범위(최 대치와 최소치)이나 혹은 건물들의 급탕배관 적정압력 범위를 메모리부에 각각 설정하여 급탕을 설정한 압력범위로 급탕을 공급함으로써 펌프의 용량을 증설하지 않더라도 고층 건물의 층별 배관내에 중력차이에 대응하여 급탕을 수요처로 안정적으로 공급할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 급탕 공급장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 급탕 공급장치를 건물내의 급탕 배관에 연결한 상태를 예시한 배관도이고, 도 2는 본 발명에 따른 급탕 공급장치 구성을 전자적으로 제어하기 위한 회로제어장치를 예시한 블럭도이다.

도 1에서 도면에서 참조번호 F1 내지 Fn은 건물의 각층을 예시한 것이고, 참조번호 R1, R2는 각 층(F1~Fn)에 마련된 거주 세대이며, 참조번호 U는 건물의 지하공간 즉 지하실이다.

본 발명에 따른 급탕 공급장치(10)는 건물의 지하실(U)에 열교환 유니트(CH), 보일러(B) 및 물탱크(WT)가 설치되어 있는데, 열교환 유니트(CH)와 물탱크(WT)사이에는 각 층별 세대(R1,R2)를 경유하는 급탕배관(L1~Ln)들이 각각 연결되어 그 배관들을 따라 급탕이 흐르게 된다.

급탕배관(L1~Ln)들은 급탕배관의 입구측에 배관내의 압력을 각각 검출하기 위한 각각의 압력감지센서(A1~An)들과 전원에 의해 개방되는 전자밸브(B1~Bn)들이 각각 부착되어 있고, 각각의 급탕배관(L1~Ln)의 출구측에는 압력밸브(CV)들이 각각 부착되어 있다.

압력감지센서(A1~An)는 각 급탕배관내의 압력을 디지털방식으로 검출하여 그 센싱값을 후술하는 전자회로제어부(MC)로 전달한다.

각각의 전자밸브(B1~Bn)는 전기적인 신호에 의해 개별적으로 개방되는 밸브로서, 평상시에는 관로가 폐쇄되도록 유지되어 있으나 전원이 공급되면 개방되면서 급탕배관의 관로를 개방한다.

각각의 급탕배관의 출구측에 부착된 각 압력밸브(CV)들은 평상시 닫힌 구조로 유지되어 있으나, 특정 급탕배관(L1~Ln)내에 압력이 과도하게 상승하면 그 압력에 의해 스스로 개로되는 역류 방지기능을 갖춘 밸브로서, 압력밸브(CV)의 개방에 따른 압력범위는 사용자가 임의조절이 가능하다.

압력밸브(CV)는 급탕배관(L1~Ln)내의 압력이 과도한 경우 압력에 의해 개로되면서 과압이 물탱크(WT)속으로 유입되므로 급탕배관(L1~Ln)이 파열되는 것을 방지할 수 있다.

급탕 순환용 급탕배관(L1~Ln)들의 출구측은 물탱크(WT)에 연결되어 건물내의 각층의 주거공간을 경유한 급탕은 물탱크(WT)속으로 유입되어 저장된다.

물탱크(WT)속에 저장된 물은 열교환 유니트(CH)와 물탱크(WT)사이에 연결된 배관(도면부호 미표기)을 통해 펌프(PP)에 의해 열교환 유니트(CH)속으로 이송되는데, 이송된 물이 열교환 유니트(CH)의 내부를 통과할 때 보일러(B)와 연결된 히팅배관(C1)을 통해 유입된 온수와 열교환된다.

상기한 펌프(PP)에 의해 이송된 물이 열교환 유니트(CH)속에서 열교환되고, 히팅배관(C1)을 따라 흐르는 온수는 보일러(B)에 의해 재가열된 뒤 반복적으로 열교환 유니트(CH)와 보일러(B) 사이를 순환한다.

도면에서 미설명부호 CV1은 체크밸브이고, 도면부호 D1와 D2는 물탱크(WT)와 보일러(B)의 히팅배관(C1)내의 수량부족시 외부에서 물탱크(WT)와 보일러(B)의 히팅배관(C1)속으로 물을 공급하기 위해 관로를 개폐시키기 위한 밸브이다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 급탕 공급장치에 대한 급탕 공급작용에 대하여 설명한다.

건물의 각 층(F1~Fn)의 거주세대(R1,R2)로 급탕을 공급함에 있어 급탕배관(L1~Ln)에 부착된 압력감지센서(A1~An)들에 의해 급탕배관(L1~Ln)내의 압력은 실시간으로 검출하고, 센싱값은 도 2에 도시된 바와 같이 전자회로제어부(MC)로 전달된다.

도 2에서 센싱부(200)는 각각의 급탕배관(L1~Ln)에 부착된 각각의 압력감지센서(A1~An)들을 통칭한 것이고, 관로개폐부(300)는 각각의 급탕배관(L1~Ln)에 부착된 각각의 전자밸브(B1~Bn)들을 통칭한 것이며, 펌핑부(400)는 물탱크(WT)에 저장된 물을 급탕배관(L1~Ln)쪽으로 송출시키기 위한 펌프(PP)이다.

그리고, 설정부(100)는 각각의 전자밸브(B1~Bn)를 개방시키기 위한 압력범위를 설정하기 위해 관리자가 수치를 입력할 수 있는 키보드와 같은 입력장치로서, 설정부(100)를 통해 각각의 전자밸브(B1~Bn)의 작동범위는 수치적으로 최대치와 최소치를 따로따로 설정하고, 설정한 값들은 메모리부(500)에 구분되게 저장된다.

메모리부(500)는 반도체 메모리로서, 메모리 반도체에 저장되는 설정값은 전자회로제어부(MC)에 의해 압력감지센서(A1~An)가 검출된 센싱값과 비교하는 기준값이 되는데, 만일 전자회로제어부(MC)의 비교결과, 센싱값이 설정치 범위 이하인 경우 전자회로제어부(MC)는 해당 급탕배관(설정값범위 보다 낮은 압력을 감지한 급탕배관)에 부착된 전자밸브에만 전원을 공급하여 전자밸브를 개방하고, 동시에 펌프(PP)에 전원을 공급하여 펌프(PP)의 작동시켜 열교환된 급탕을 전자밸브가 개방된 급탕배관 속으로 공급한다. 따라서, 각각의 급탕배관들 중 급탕배관의 압력이 설정치보다 작은(낮은) 급탕배관에만 급탕을 택일적으로 공급할 수 있다.

물론, 센싱값이 설정값 범위에 해당하는 경우, 전자회로제어부(MC)는 개방되어진 전자밸브(B1~Bn)에 공급되는 전원을 차단하여 개방된 급탕배관의 관로를 폐쇄시키고, 동시에 펌프(PP)의 구동도 정지되도록 제어한다.

각각의 급탕배관(L1~Ln)에 부착된 특정 압력감지센서(A1~An)에 의해 감지된 센싱값이 설정치 범위 이하인 경우 전자회로제어부(MC)에 의해 펌프(PP)가 구동됨과 동시에 설정치 이하로 압력이 떨어진 급탕배관에 부착된 전자밸브(B1~Bn)만이 개방되면서 펌프(PP)의 펌핑동작에 의해 열교환된 급탕이 공급된다. 이때 열교환 유니트(CH)에서 배출된 급탕은 체크밸브(CV1)에 의해 역류되지 않는다.

따라서, 각 층별 주거공간 즉 욕실이나 주방 등과 같은 급탕이 소비되는 사용처로 급탕을 안정적이고 지속적으로 공급할 수 있는 것이다.

전술한 바와 같이 급탕이 배관을 따라 흐르는 동안에 급탕배관(L1~Ln)내의 압력이 설정치 범위에 도달하면, 전자회로제어부(MC)에 의해 해당 급탕배관에 부착된 전자밸브에 공급된 전원을 차단시켜 급탕공급을 차단함으로써 압력이 부족한 급탕배관(L1~Ln)은 항시 설정된 범위에서 압력이 유지된다.

따라서, 본 발명은 건물이 고층화되더라도 건물 높이에 상관없이 건물의 층별로 급탕배관내의 압력을 설정된 범위에서 개별적으로 제어되므로 펌프를 증설하지 않더라도 건물높이 차에 상관없이 각 층의 급탕 사용처로 급탕을 안정적으로 공급할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 급탕 공급장치에 대하여 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위하여 예시적으로 건물의 층간 압력차에 대응하여 설정한 범위에서 급탕공급에 대해 설명하였으나, 본 발명의 응용예로서 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서를 통해 높이가 다른 복층 건물들의 배관의 적정 압력범위를 메모리부에 각각 설정 및 저장하고 설정된 범위로 특정 건물의 급탕 배관속으로 급탕을 공급할 수도 있는 바, 이러한 응용예는 본 발명자가 의도한 진정한 의미의 기술적 사상과 이하에서 정의하는 특허청구범위에 포함된다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.

도 1은 본 발명에 따른 급탕 공급장치를 건물내의 난방순환용 배관에 연결된 상태를 예시하는 배관회로도,

도 2는 본 발명에 따른 급탕 공급장치 구성을 전자적으로 제어하기 위한 회로제어장치를 예시한 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A1~An:압력감지센서 B:보일러

B1~Bn:전자밸브 CH:열교환 유니트

CV:압력밸브 CV1:체크밸브

L1~Ln:급탕 배관 MC:전자회로제어부

WT:물탱크 PP:펌프

10:급탕 공급장치 100:설정부

200:센싱부 300:관로개폐부

400:펌핑부 500:메모리부

Claims (1)

1. 건물의 각 층 급탕수요처로 연결된 급탕배관속으로 급탕을 공급함에 있어 각 층의 급탕배관(L1~Ln)에 각각 부착되어 급탕압력을 디지털방식으로 검출하는 각각의 압력감지센서(A1~An)와, 급탕배관(L1~Ln)으로 급탕 공급을 제어하기 위하여 상기 급탕배관(L1~Ln)에 부착된 전자밸브(B1~Bn)들과;

   상기 각 급탕배관(L1~Ln)의 출구측에 각각 부착되어 각 급탕배관(L1~Ln) 중 특정 급탕배관의 압력이 과도하게 상승하는 경우, 압력이 상승한 해당 급탕배관내의 과압에 의해 개로되어 해당 급탕배관의 압력을 제거하는 압력밸브(CV)와;

   상기 압력밸브(CV)가 개방되었을 때, 해당 급탕배관의 물을 저장하면서, 수량부족시 밸브(D1)개방에 의해 외부에서 물이 보충되는 물탱크(WT)와;

   상기 물탱크(WT)에 저장된 물을 배출시키기 위하여 물탱크(WT)와 연결된 배관에 결합된 펌프(PP)와;

   상기 펌프(PP)에 의해 이송되는 물과 보일러(B)에 의해 가열된 물의 열교환시키며, 열교환된 급탕을 각 급탕배관(L1~Ln)으로 공급할 수 있도록 각 급탕배관(L1~Ln)의 입구측과 연결된 열교환 유니트(CH) 및;

   상기 각 압력감지센서(A1~An)가 검출한 센싱값을 전달받아 센싱값을 메모리부에 사용자가 설정한 각 급탕배관의 적정압력 범위 설정값들과 대비하여 센싱값이 설정값범위보다 작은 경우 상기 펌프(PP)와 전자밸브(B1~Bn)에 전원을 공급하여 펌프의 펌핑과 동시에 압력이 낮은 전자밸브만을 개방하여 상기 열교환 유니트(CH)에 의해 가열된 급탕을 관로가 개방된 전자밸브가 부착된 급탕배관속으로 공급하고, 상기 센싱값이 상기 설정값범위보다 큰 경우, 급탕배관속으로의 급탕공급이 차단되도록 개방된 전자밸브에 공급되는 전원과 상기 펌프(PP)에 공급되는 전원을 차단하 도록 제어하는 전자회로제어부(MC)로 구성된 것을 특징으로 하는 급탕 공급장치.

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