KR101449308B1 - Power cable with optical sensor cable and heating system using this - Google Patents

Power cable with optical sensor cable and heating system using this Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a power cable including an optical sensor cable and a heating system using the same and, more specifically, to a power cable including an optical sensor cable and a heating system using the same capable of supplying power to a heating target in a remote place by using the power cable included in the optical sensor and providing the convenience of installation and construction. To achieve the purpose of the present invention, in a heating cable system heating the heating target by receiving power from the outside, there is a power cable connecting a gap between a control part calculating temperature information and control temperature information of a heating target and controlling the amount of power supplied to a heating part according to the control temperature information and a power distributing part distributing operating power to a heating cable by the control part. The power cable includes an optical sensor cable installed between an outer cover and a power line in a longitudinal direction of the power line.

Description

광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템{POWER CABLE WITH OPTICAL SENSOR CABLE AND HEATING SYSTEM USING THIS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power cable having an optical sensor cable,

본 발명은 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격지의 가열 대상물까지 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블을 이용하여 전력을 공급하고, 설치 및 시공상의 편의를 제공할 수 있는 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a power cable provided with an optical sensor cable and a heating system using the same, and more particularly, to a power cable using a power cable provided with an optical sensor cable to a heating object at a remote place, The present invention relates to a power cable provided with an optical sensor cable and a heating system using the same.

일반적으로, 히팅 케이블(Heating Cable)은 가정, 사무공간, 산업용 시설, 도로 등에 설치되어 난방, 가열, 동파 방지, 제설(Snow Melting) 등의 기능을 수행한다.Generally, a heating cable is installed in a home, an office space, an industrial facility, a road, and performs heating, heating, prevention of frost, snow melting, and the like.

특히, 히트 트레이싱 시스템을 구성하는 히팅 케이블은 파이프나 탱크와 같은 가열 대상물에서 발생하는 열손실을 보상해 주거나 대상물에 일정한 열량을 공급하여 동절기에 일어나는 동파를 방지하거나 또는 온도를 일정하게 유지하는 목적으로 사용된다.In particular, the heating cable constituting the heat tracing system is intended to compensate for the heat loss caused by heating objects such as pipes and tanks, or to supply a constant amount of heat to the object to prevent freezing caused during the winter season or to keep the temperature constant Is used.

이러한 히트 트레이싱 시스템에서 히팅 케이블을 시스템 또는 가열 대상물로부터 측정된 온도에 따라 효율적이고 적절하게 작동시키기 위해서는 히팅 케이블의 열량이 알맞게 설계되어야 하는 것은 물론, 동시에 시스템의 온도를 적시에 정확하게 측정해야 한다는 조건이 수반된다.In such a heat tracing system, in order to efficiently and properly operate the heating cable from the system or the object to be measured according to the temperature measured from the object to be heated, the heat quantity of the heating cable must be properly designed and at the same time, .

종래의 히트 트레이싱 시스템에서 시스템의 온도를 측정하는데 사용되는 대부분의 센서는 시스템의 온도를 대표할 수 있는 곳 또는 가장 열악한 조건에 노출되는 위치에 설치된다.Most sensors used to measure the temperature of a system in a conventional heat tracing system are installed at locations that can represent the temperature of the system or are exposed to the worst conditions.

그러나, 대부분의 경우 온도센서는 가열 대상물의 온도를 대표할 수 있는 곳이나 가장 열악한 조건에 노출되는 곳에 설치되기 때문에 가열 대상물 전체의 온도를 나타낼 수 없는 한계가 있다.However, in most cases, the temperature sensor has a limit that can not represent the temperature of the entire object to be heated because it is installed in a place that can represent the temperature of the object to be heated or is exposed to the worst condition.

또한, 종래의 히트 트레이싱 시스템은 간단하게 구성할 수 있지만 측정하는 온도가 가열 대상물 전체의 온도를 측정하는 것이 아니라 대개 한 지점을 선정하여 측정하고 이를 가열 대상물 전체의 온도로 가정하여 시스템을 제어하게 된다.In addition, the conventional heat tracing system can be configured simply, but rather than measuring the temperature of the entire object to be heated, the temperature is measured by selecting one point and controlling the system by assuming the temperature to be the whole temperature of the object to be heated .

그러나, 이러한 경우에는 가열 대상물 전체의 온도를 나타낸다고 볼 수는 없기 때문에 가열 대상물의 온도를 세밀하게 측정하여 이에 따라 공급되는 열량을 조절해야 하는 경우에는 통상의 측정 방법을 통해 적절하게 열량을 공급하는 것은 불가능하다.However, in this case, since it can not be regarded as the temperature of the entire object to be heated, when the temperature of the object to be heated is finely measured and the amount of supplied heat is to be controlled, impossible.

또한, 국부적으로 대상물의 온도가 차이가 나는 경우 모든 지점에 센서를 설치하여 온도를 측정하는 것은 현실적으로 불가능하므로, 이러한 경우 한정된 지점에서 측정된 온도에 따라 히팅 케이블의 열량을 조절하는 것은 비효율적이며 적절하지도 않을 수 있다.In addition, it is practically impossible to measure the temperature by installing sensors at all points when the temperature of a local object is different. In this case, it is inefficient to control the heating cable calorific value according to the measured temperature at a limited point. .

아울러, 현실적으로 히트 트레이싱 시스템의 많은 장소에 센서를 설치하여 온도를 측정하는 것은 비용 측면에서 고비용을 초래할 뿐만 아니라 여러 곳에 센서를 설치한다고 해도 시스템 전체의 온도를 정확하게 파악하는 것은 한계가 있으며 매우 어려운 일이다.In addition, in reality, it is very difficult to measure the temperature by installing the sensor in many places of the heat tracing system, which is costly, and it is very difficult to accurately grasp the temperature of the entire system even if the sensor is installed in various places .

한편, LNG 탱크와 같이 산업용 시설에 적용되는 히팅 케이블을 예로 들면, 히팅 케이블은 각종 배관의 내외부에 설치되어 온도 유지, 동파 방지 등의 기능을 하거나, LNG 탱크 등 각종 저장 탱크의 하부에 설치되어 온도 유지, 결빙에 따른 침하 방지 등의 기능을 할 수 있다.On the other hand, for example, a heating cable applied to an industrial facility such as an LNG tank is installed on the inside or outside of various pipes to function as a temperature holding device, a frost prevention device, or the like, or installed at the bottom of various storage tanks such as an LNG tank, Maintenance, and settlement prevention by freezing.

이때, 히팅 케이블은 통상적인 LNG 탱크 하나를 가열하기 위한 전기 가열 장치 내부에 15,000m 정도가 매립되어 탱크 내부의 온도 유지, 결빙에 따른 탱크의 침하 방지 등의 기능을 수행한다.At this time, about 15,000m of the heating cable is buried in the electric heating device for heating one ordinary LNG tank to perform functions such as maintaining the temperature inside the tank and preventing the tank from sinking due to freezing.

컨트롤러는 RTD(Resistance Temperature Detector) 센서가 감지하는 온도를 모니터하며 이를 바탕으로 전력 배분 모듈을 통해 적정 전력을 히팅 케이블에 공급함으로써 전기 가열 시스템 전체를 제어한다.The controller monitors the temperature sensed by an RTD (Resistance Temperature Detector) sensor and controls the entire electrical heating system by supplying the appropriate power to the heating cable through the power distribution module.

그런데, 이러한 종래의 전기 가열 시스템에서는, RTD 센서의 설치비용, 운영비용, 보수비용 등이 막대함으로 인해 하나 또는 소수의 RTD 센서만을 이용하여 전기 가열 장치의 온도를 측정하므로, 전기 가열 장치 내의 국부적인 온도 편차를 반영할 수 없어서 막대한 전력 손실을 초래하였다.However, in such a conventional electric heating system, the temperature of the electric heating device is measured using only one or a small number of RTD sensors due to the large installation cost, operation cost, and maintenance cost of the RTD sensor, It is impossible to reflect the temperature deviation, resulting in a great power loss.

예를 들어, 전기 가열 장치가 전반적으로는 적정 온도를 유지하고 있어서 전기 가열 장치의 작동이 불필요한 경우라 하더라도, 우연히 또는 외부적인 요인에 의해 RTD 센서 위치에서의 온도가 임계값 이하라면 컨트롤러가 전기 가열 장치의 작동을 개시하게 되어 불필요한 전력 소모가 발생한다.For example, even if the electric heating device maintains a proper temperature as a whole and the operation of the electric heating device is unnecessary, if the temperature at the RTD sensor position is below the threshold value due to accidental or external factors, The operation of the apparatus is started and unnecessary power consumption occurs.

만약 종래 전기 가열 시스템을 수 km 또는 수십 km에 달하는 배관 등에 적용하게 되면, 상술한 문제점은 더욱 커지게 될 수밖에 없다.
If the conventional electric heating system is applied to pipes of several kilometers or several tens of kilometers, the above-described problem becomes more serious.

특허출원 제10-2011-0104362호Patent Application No. 10-2011-0104362 특허출원 제10-2011-0121391호Patent Application No. 10-2011-0121391

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 원격지의 가열 대상물까지 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블을 이용하여 전력을 공급하고, 설치 및 시공상의 편의를 제공할 수 있는 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optical sensor cable capable of supplying electric power using a power cable provided with an optical sensor cable to a heating object at a remote place, And a heating system using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 외부로부터 전력을 공급받아 발열하여 가열 대상물을 가열하는 히팅 케이블 시스템에서, 가열 대상물의 온도 정보 및 제어용 온도 정보를 산출하고 제어용 온도 정보에 따라 가열부에 공급되는 전력량을 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 의하여 히팅케이블로 작동 전력을 분해하는 전력 분배부 사이를 연결하는 전력 케이블에 있어서, 상기 전력 케이블은 전력 라인과 상기 전력 라인의 길이방향을 따라 나란하게 상기 전력 라인과 상기 외피 사이에 구비되는 광센서 케이블을 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heating cable system for heating an object to be heated by receiving electric power from an external source, the method comprising the steps of: calculating temperature information and control temperature information of a heating object; And a power distributing unit for dividing the operating power by the heating cable by the control unit, wherein the power cable includes a power cable and a power cable, And an optical sensor cable provided between the power line and the jacket in parallel.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 가열 대상물에 인접 또는 접촉하여 배치되고 외부로부터 전력을 공급받아 발열하여 상기 가열 대상물을 가열하는 히팅 케이블과, 상기 히팅 케이블의 형성 방향을 따라 상기 히팅 케이블과 인접하여 배치되고 레이저 펄스를 입력받아 반사광을 출력하여 주변의 온도를 감지함에 따라 상기 가열 대상물의 온도를 감지하는 광센서 케이블을 포함하는 가열부; 상기 가열 대상물의 온도 정보 및 제어용 온도 정보 산출을 위하여 상기 광센서 케이블로부터 출력된 반사광을 입력받고, 제어용 온도 정보에 따라 상기 가열부에 공급되는 전력량을 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의하여 상기 히팅 케이블로 작동 전력을 분배하는 전력 분배부 및 상기 제어부와 상기 전력 분배부 사이를 연결하며, 전력 라인을 피복하는 외피와 상기 전력 라인과 외피 사이에 상기 전력 라인의 길이방향을 따라 나란하게 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블을 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heating cable comprising: a heating cable disposed adjacent to or in contact with a heating object to heat the heating target by receiving power from the outside; A heating unit disposed adjacent to the heating cable and including a photosensor cable for sensing a temperature of the object to be heated by receiving a laser pulse and outputting reflected light to detect ambient temperature; A control unit which receives reflected light output from the optical sensor cable to calculate temperature information of the object to be heated and control temperature information and controls an amount of electric power supplied to the heating unit according to control temperature information; A power distributing unit for distributing the operating power by the heating cable by the control unit, and a sheath for connecting the control unit and the power distributing unit and covering the power line, and a sheath for covering the power line and the sheath, And a power cable having an optical sensor cable arranged side by side.

본 발명의 바람직한 실시 예로, 상기 가열부는 상기 가열 대상물을 지지하고 상기 히팅 케이블 및 상기 광센서 케이블을 보호하는 본체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 케이블이 구비될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the heating unit further includes a main body that supports the heating object and protects the heating cable and the optical sensor cable.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제어용 온도 정보는, 상기 가열 대상물의 평균 온도 정보, 상기 가열 대상물의 온도 정보 및 경고 정보 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합을 포함하여 구성될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the control temperature information may include at least one of at least one of average temperature information of the object to be heated, temperature information of the object to be heated, and warning information.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제어부는, 상기 가열 대상물의 온도 정보 및 제어용 온도 정보를 산출하여 디스플레이하는 모니터 모듈과, 상기 모니터 모듈로부터 전송받은 상기 제어용 온도 정보에 따라 상기 전력 분배부의 전력 공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the control unit includes a monitor module for calculating and displaying temperature information and control temperature information of the object to be heated, and a control unit for controlling the power supply amount of the power distribution unit according to the control temperature information received from the monitor module. And a controller for controlling the controller.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 히팅 케이블은, 전기 에너지에 의하여 열을 발생하는 PTC 특성을 가진 고분자 재료인 발열체와, 상기 발열체의 외측에 형성된 절연 외피층을 포함하며, 상기 히팅 케이블은 외측에 상기 광센서 케이블이 결합되는 복합구조이고, 상기 발열체는 상기 고분자 재료 내에 도전성 재료인 카본블랙, 금속분말, 카본파이버 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어져 전기전도성을 갖는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the heating cable includes a heating element, which is a polymer material having PTC characteristics that generates heat by electric energy, and an insulating sheath layer formed on the outer side of the heating element, And an optical sensor cable are combined with each other, and the heating element is formed of one or at least one of carbon black, metal powder, and carbon fiber, which are conductive materials, in the polymer material and has electrical conductivity.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 히팅 케이블은, 금속저항 합금 도체인 발열체와, 상기 발열체의 외측에 형성된 절연 외피층을 포함하며, 상기 히팅 케이블은 외측에 상기 광센서 케이블이 결합되는 복합구조이고, 상기 금속저항 합금도체는 구리-니켈, 니켈-크롬, 철-니켈 중 어느 하나가 주성분을 이루는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the heating cable includes a heating element, which is a metal resistance alloy conductor, and an insulating sheath layer formed outside the heating element, and the heating cable is a composite structure in which the optical sensor cable is coupled to the outside, The metal-resisting alloy conductor is characterized in that any one of copper-nickel, nickel-chromium, and iron-nickel is a main component.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 히팅 케이블은, 구리도체인 발열체와, 상기 발열체의 외측에 형성된 절연 외피층을 포함하며, 상기 히팅 케이블은 외측에 상기 광센서 케이블이 결합되는 복합구조이고, 상기 구리도체는 도금이 되지 않은 나동, 주석도금, 은도금, 니켈 도금 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the heating cable includes a copper heating element and an insulating outer layer formed on the outer side of the heating element, the heating cable having a composite structure in which the optical sensor cable is coupled to the outside, And the conductor is formed of any one of a non-plated trough, tin plating, silver plating, and nickel plating.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 광센서 케이블은 유리 광섬유(glass optic fiber) 또는 플라스틱 광섬유(plastic optic fiber)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
In a preferred embodiment of the present invention, the optical sensor cable is formed of a glass optical fiber or a plastic optical fiber.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the following effects can be achieved.

우선, 본 발명은 제어부와 전력 분배부를 상호 연결하는 전력 라인에 광센서 케이블이 일체로 이루어진 전력 케이블을 채용함으로써, 안정적인 전력 공급이 가능함은 물론, 가열부를 구성하는 광센서 케이블과도 상호 연결될 수 있으므로 설치 및 시공상의 편의를 제공할 수 있게 된다.First, the present invention adopts a power cable in which an optical sensor cable is integrally formed in a power line connecting the control unit and the power distribution unit, so that stable power supply can be performed and the optical sensor cable constituting the heating unit can be interconnected It is possible to provide convenience in installation and construction.

그리고, 본 발명은 광센서 케이블이 구비된 히팅 케이블을 사용함에 의해, 히트 트레이싱 시스템의 에너지 효율성을 획기적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 히팅 케이블 사용 중 히팅 케이블로 인해 시스템에서 발생할 수 있는 화재나 폭발과 같은 심각하고 돌발적인 위험성을 모니터링할 수 있으며, 설치된 히팅 케이블에서 일어날 수 있는 성능상 변화를 실시간으로 감시할 수 있게 됨으로써 히트 트레이싱 시스템의 안정성을 개선하고 보장할 수 있는 효과를 발휘한다.In addition, the present invention can remarkably improve the energy efficiency of the heat tracing system by using the heating cable provided with the optical sensor cable, and at the same time, can prevent the fire or explosion And it is possible to monitor the performance change in the installed heating cable in real time so that the stability of the heat tracing system can be improved and guaranteed.

또한, 본 발명에서는 히팅 케이블과 결합된 센서로 광케이블을 사용함으로써 광케이블을 통해 히팅 케이블을 포함한 주위의 온도변화를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐 아니라 히팅 케이블이 설치된 전 영역의 온도변화와 그 분포를 정확하게 파악할 수 있다.In addition, in the present invention, by using an optical cable as a sensor combined with a heating cable, it is possible to measure the ambient temperature change including a heating cable in real time through an optical cable, .

이러한 스마트 기능의 특징 때문에 히트 트레이싱 시스템의 취약한 부분을 실제적으로 파악하여 대상물에 필요한 열량을 효율적으로 공급할 수 있게 할 뿐 아니라 이를 통해 사용되는 에너지를 절약할 수 있다.This smart feature makes it possible to effectively identify the weak parts of the heat tracing system and efficiently supply the required amount of heat to the object, as well as to save the energy used.

나아가, 히팅 케이블 전 영역의 온도변화를 실시간으로 모니터링 함으로써 히팅 케이블의 동작상태를 언제나 편리하게 점검할 수 있는 장점을 가지게 된다.Furthermore, by monitoring the temperature change in the entire area of the heating cable in real time, it is possible to conveniently check the operation state of the heating cable at any time.

이러한 장점은 히팅 케이블이 설치된 시스템에서 돌발적인 내, 외부 상황에 의해 발생할 수 있는 문제점이나 시간경과에 따라 점진적으로 일어날 수 있는 경화현상 등을 온도의 경시변화를 통해 실시간으로 파악하여 대처하는 것을 가능하게 하며, 나아가 문제 발생 지점을 정확하게 파악하여 수리할 수 있으므로 수리가 용이하고 그에 따른 비용도 절감할 수 있게 된다.These advantages make it possible to recognize and cope with the problems that may occur due to sudden internal and external situations in the heating cable installation system, and the hardening phenomena that may gradually take place over time, through changes in temperature over time Further, since the trouble point can be accurately grasped and repaired, it is easy to repair and the cost can be reduced accordingly.

본 발명의 이러한 자가 온도측정 기능을 갖게 되는 지능형 히팅 케이블은 다음과 같이 기존의 히팅 케이블에서는 할 수 없는 스마트 기능이 가능하게 된다.The intelligent heating cable having the self-temperature measurement function according to the present invention enables a smart function that can not be performed by the conventional heating cable as follows.

우선, 시스템 전체의 온도변화 및 분포를 실시간으로 정확하게 파악이 가능하며, 효율적인 에너지 절감(Energy saving) 이 가능하고, 과열이나 열량부족 등의 이상발생 또는 문제발생 지점을 정확하게 파악이 가능하며, 문제발생 지점을 쉽게 찾을 수 있으므로 수리비용 절감이 가능하다.First, it is possible to accurately grasp the temperature change and distribution of the entire system in real time, and it is possible to realize efficient energy saving, and it is possible to accurately detect the occurrence of abnormality such as overheating, It is possible to find repair points easily, thus reducing repair costs.

한편, 본 발명에서는 상기한 스마트 기능과 함께, 대상물과 설치된 히팅 케이블 전체의 온도가 실시간으로 측정되도록 함으로써 히트 트레이싱 시스템의 에너지 효율을 최적화하는 것은 물론, 히팅 케이블을 통해 측정되는 온도변화를 이용하여 히트 트레이싱 시스템의 이상 유무를 실시간으로 모니터링이 가능한 장점을 갖는다.In addition, in the present invention, in addition to the smart function, the temperature of the entire heating cable installed with the object is measured in real time, thereby optimizing the energy efficiency of the heat tracing system, It is possible to monitor the abnormality of the tracing system in real time.

그리고, 본 발명에 따르면, 종래 RTD 센서에 비해 상대적으로 저렴하게 대상물의 온도를 광범위하게 측정이 가능한 광센서 케이블을 전기 가열 장치에 설치함으로써, 가열 대상물 중의 국부적인 온도 편차에 무관하게 작동 여부를 적절히 제어할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an optical sensor cable capable of measuring a temperature of an object in a wide range at a relatively low cost as compared with a conventional RTD sensor is provided in the electric heating device, so that it is possible to appropriately perform the operation regardless of a local temperature deviation There is an effect that can be controlled.

그리고, 본 발명에 따르면, 전기 가열 장치의 전체적인 온도를 모니터함으로써, 가열 대상물로부터 급격한 온도 변화가 감지될 경우 해당 지점을 용이하고 신속하게 파악할 수 있음에 따라 유지보수가 간편한 효과가 있다.According to the present invention, by monitoring the overall temperature of the electric heating device, when a sudden change in temperature is sensed from the object to be heated, the point can be easily and quickly grasped and the maintenance is simple.

또한, 본 발명에 따르면, 전기 가열 장치의 전체적인 온도를 모니터함으로써, 가열 대상물 중 임의의 지점으로부터의 특정 물질 누수 또는 화재 등에 의해 발생하는 고유한 온도 변화를 감지할 수 있음에 따라 누수 감지(Leak Detection) 또는 화재 감시 기능을 수행할 수 있는 효과도 있다.
Further, according to the present invention, by monitoring the overall temperature of the electric heating device, it is possible to detect a unique temperature change caused by a specific material leakage from a certain point of a heating object, a fire or the like, ) Or fire monitoring function.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 케이블이 일체로 내장된 전력 케이블의 구성을 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템의 일 실시예를 나타낸 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템의 주요부인 히팅 케이블이 설치된 히트 트레이싱 시스템의 구조를 나타낸 개념도
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 케이블의 구조를 나타낸 도면1 is a view showing a configuration of a power cable in which an optical sensor cable according to an embodiment of the present invention is integrally incorporated;
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a power cable having an optical sensor cable according to an embodiment of the present invention and a heating system using the same.
FIG. 3 is a conceptual view illustrating a structure of a power cable provided with an optical sensor cable according to an embodiment of the present invention and a heat tracing system equipped with a heating cable, which is a main part of a heating system using the same.
4 to 6 are views showing the structure of a heating cable according to an embodiment of the present invention

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 광센서 케이블이 일체로 내장된 전력 케이블의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a configuration of a power cable in which an optical sensor cable according to the present invention is integrated.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블(400)은 종래에 일반적으로 사용되던 전력 케이블(400)에 광센서 케이블이 추가로 구비되되 상기 전력 케이블(400)과 일체로 구비된다.Referring to FIG. 1, a power cable 400 having an optical sensor cable according to an embodiment of the present invention is provided with a light sensor cable in addition to a conventional power cable 400, Respectively.

전력 케이블(400)은 플러스극(+)과 마이너스극(-)을 이루는 두 개의 전력 라인(410)이 절연재질의 전선피복에 의하여 각각 감싸여진 형태로 피복될 수 있으며, 상기 두 개의 전력 라인(410)은 다시 외피에 의하여 피복되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로 광센서 케이블은 전력 라인(410)과 외피의 사이에 구비되며, 상기 전력 라인(410)을 따라 길이방향으로 나란히 구비된다. 그리하여 사용자가 상기와 같은 구성의 전력 케이블(400)을 필요한 길이만큼 절단하여 사용할 수 있다. 전력 케이블(400)의 사용이나 광센서 케이블에 관해서는 후술하여 설명한다.
The power cable 400 can be covered with two electric power lines 410 constituting positive and negative poles respectively by being wrapped by electric wire covering of insulating material, 410 are again covered by an outer covering. In a preferred embodiment of the present invention, a photosensor cable is provided between the power line 410 and the sheath, and is provided along the length of the power line 410. Thus, the user can cut and use the power cable 400 having the above-described configuration by a required length. The use of the power cable 400 and the optical sensor cable will be described later.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템의 일 실시예를 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a power cable having an optical sensor cable according to an embodiment of the present invention and a heating system using the same.

본 발명은 도시된 바와 같이 가열부(100)가 가열 대상물(600)을 가열하되 제어부(200)에 의하여 제어되며, 전력 분배부(300)가 외부로부터 가열부(100)에 전력을 공급하되, 제어부(200)와 전력 분배부(300)는 전력 케이블(400)로 상호 연결되는 구조임을 파악할 수 있다.The heating unit 100 heats the object to be heated 600 and is controlled by the control unit 200 so that the electric power distribution unit 300 supplies electric power to the heating unit 100 from the outside, The control unit 200 and the power distribution unit 300 can recognize that the power cable 400 is interconnected.

가열부(100)는 가열 대상물(600)에 인접 또는 접촉하여 배치되고 외부로부터 전력을 공급받아 발열하여 가열 대상물(600)을 가열하는 히팅 케이블(110)과, 히팅 케이블(110)의 형성 방향을 따라 히팅 케이블(110)과 인접하여 배치되고 레이저 펄스를 입력받아 반사광을 출력하여 가열 대상물(600)의 온도를 감지하는 광센서 케이블(120)을 포함하는 것이다.The heating unit 100 includes a heating cable 110 disposed adjacent to or in contact with the object to be heated 600 to heat the object to be heated 600 with heating from outside, And an optical sensor cable 120 disposed adjacent to the heating cable 110 and receiving a laser pulse and outputting reflected light to sense the temperature of the heating object 600.

제어부(200)는 가열 대상물(600)의 온도 정보 및 제어용 온도 정보 산출을 위하여 광센서 케이블(120)로부터 출력된 반사광을 입력받고, 제어용 온도 정보에 따라 가열부(100)에 공급되는 전력량을 제어하는 것이다.The control unit 200 receives the reflected light output from the optical sensor cable 120 for temperature information of the object to be heated 600 and control temperature information and controls the amount of electric power supplied to the heating unit 100 according to the control temperature information .

전력 분배부(300)는 제어부(200)에 의하여 히팅 케이블(110)로 작동 전력을 분배하는 것이다.The power distribution unit 300 distributes the operating power to the heating cable 110 by the control unit 200.

전력 케이블(400)은 제어부(200)와 전력 분배부(300) 사이를 연결하는 것으로, 전력 분배부(300)에 전력을 공급하기 위한 전력 라인(410)과, 전력 라인(410)의 형성 방향을 따라 전력 라인(410)과 인접하여 배치되는 광센서 케이블(120)을 포함하여 구성된다.The power cable 400 connects between the controller 200 and the power distributor 300 and includes a power line 410 for supplying power to the power distributor 300 and a power line 410 for forming the power line 410 And an optical sensor cable 120 disposed adjacent to the power line 410 along the optical axis.

전력 케이블(400)은 전력 분배부(300)에 안정적인 전력 공급을 도모한다. 본 발명에 따른 전력 케이블(400)에는 광센서 케이블(120)이 일체로 구비되어 있기 때문에 종래와 같이 전력 케이블(400)과 광센서 케이블(120)을 개별적으로 따로 설치할 필요 없이 하나의 전력 케이블(400)로 한번에 설치를 한 후에 후술하여 설명할 가열부(100)와 연결할 수 있기 때문에 작업효율을 향상시킬 수 있다.The power cable 400 provides a stable power supply to the power distribution unit 300. Since the power cable 400 according to the present invention is integrally provided with the optical sensor cable 120, the power cable 400 and the optical sensor cable 120 need not be separately installed separately, 400 can be installed at a time and then connected to the heating unit 100, which will be described later, so that the working efficiency can be improved.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention.

우선, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템의 주요부인 히팅 케이블이 설치된 히트 트레이싱 시스템의 구조를 나타낸 개념도로, 도 3(a)는 종래의 히트 트레이싱 시스템의 구조를 도 3(b)에 도시된 본 발명과 대조하여 비교하기 위한 도면이다.3 is a conceptual view illustrating a structure of a power cable provided with an optical sensor cable according to an embodiment of the present invention and a heat tracing system equipped with a heating cable as a main part of a heating system using the same, FIG. 3B is a view for comparing the structure of the heat tracing system of FIG. 3B with the present invention shown in FIG. 3B.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 히팅 케이블을 설치한 새로운 시스템에서는, 히팅 케이블(110) 자체가 온도 센서의 역할을 하게 되므로 온도측정센서의 설치와 온도측정이 모든 영역에서 가능하게 되어 시스템의 취약한 부분을 정확하게 알 수 있다.As shown in the drawing, in the new system in which the heating cable of the present invention is installed, since the heating cable 110 itself serves as a temperature sensor, installation of the temperature measurement sensor and temperature measurement are possible in all areas, You can see exactly what is vulnerable.

따라서 시스템의 취약한 부분을 기준으로 히팅 케이블의 동작을 조절할 경우 효율적인 작동과 에너지 절감이 가능하게 된다. 도 3(b)에서, 부호 150은 온도 측정영역을 나타내고, 부호 170은 시스템 취약 부분을 나타낸다.Therefore, if the operation of the heating cable is adjusted based on the weak part of the system, efficient operation and energy saving are possible. 3 (b), reference numeral 150 denotes a temperature measurement region, and reference numeral 170 denotes a system vulnerable portion.

종래의 히트 트레이싱 시스템의 예에서는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 온도측정센서가 설치된 지점(12)이 바로 온도가 측정되는 영역이지만 이 지점(12)이 시스템의 취약한 부분(17)과 다를 수 있다. 이럴 경우 히팅 케이블(11)을 효율적으로 작동하기 어렵게 된다. 도 3(a)에서 도면부호 15는 온도 측정영역을 나타낸다.In the example of the conventional heat tracing system, the point 12 where the temperature measurement sensor is installed is the area where the temperature is directly measured, as shown in Fig. 3 (a) . In this case, it is difficult to operate the heating cable 11 efficiently. In Fig. 3 (a), reference numeral 15 denotes a temperature measurement area.

다시 도 2를 참고로 살펴보면, 가열부(100)는 전술한 바와 같이 히팅 케이블(110) 및 광센서 케이블(120)을 포함하는 것으로, 탱크(610)와 같은 가열 대상물(600)을 지지하고 히팅 케이블(110) 및 광센서 케이블(120)을 보호하는 본체(130)를 더 포함할 수 있다.2, the heating unit 100 includes a heating cable 110 and an optical sensor cable 120 as described above. The heating unit 100 supports a heating object 600 such as a tank 610, And may further include a main body 130 for protecting the cable 110 and the optical sensor cable 120.

여기서, 가열부(100)는 파이프(620) 등 배관류와 같은 가열 대상물(600)에는 본체(130)를 생략하고 히팅 케이블(110) 및 광센서 케이블(120)을 파이프(620)의 표면에 감아서 사용하는 것도 가능함은 물론이다. 이때, 히팅 케이블(110)은 도 2의 확대부와 같이 발열체(111)의 외측을 절연 외피층(112)이 감싸는 구조로 이루어질 수 있다.Here, the heating unit 100 may include a heater body 110 and a light sensor cable 120 on a surface of the pipe 620 for a heating object 600 such as a pipe 620, It is of course possible to use it by winding it. At this time, the heating cable 110 may have a structure in which the insulating outer layer 112 surrounds the outside of the heating element 111 as in the enlarged portion of FIG.

발열체(111)는 고분자 재료인 발열체(111a), 금속저항 합금도체인 발열체(111b) 또는 구리도체인 발열체(111c)를 활용할 수 있으며, 후술하여 상세하게 설명하기로 한다.The heating element 111 may utilize a heating element 111a as a polymer material, a heating element 111b as a metal resistance alloy, or a heating element 111c as a copper wire, which will be described later in detail.

절연 외피층(112)은 발열체(111)의 외측으로부터 순차적으로 제1 절연 피복층(112a)과 충전층(112b) 및 제2 절연 피복층(112c)을 포함한다.The insulating outer layer 112 sequentially includes a first insulating coating layer 112a, a filling layer 112b and a second insulating coating layer 112c from the outside of the heat generating element 111. [

제1 절연 피복층(112a)은 실리콘 등과 같은 재질을 사용할 수 있으며, 충전층(112b) 및 제2 절연 피복층(112c)은 PVC, 에폭시 수지 등과 같이 초저온에서도 내구성을 유지할 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The first insulating coating layer 112a may be made of a material such as silicon or the like and the filling layer 112b and the second insulating coating layer 112c are preferably made of a material capable of maintaining durability at an extremely low temperature such as PVC or epoxy resin .

제어부(200)에서 산출되는 제어용 온도 정보는 가열 대상물(600)의 평균 온도 정보, 가열 대상물(600)에 대한 온도 정보 및 경고 정보 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합을 포함할 수 있다.The control temperature information calculated by the control unit 200 may include at least one of at least one of average temperature information of the object to be heated 600, temperature information about the object to be heated 600, and warning information.

한편, 제어부(200)는 더욱 상세하게 살펴보면 모니터 모듈(210)과 컨트롤러(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 모니터 모듈(210)은 가열 대상물(600)의 온도 정보 및 제어용 온도 정보를 산출하여 디스플레이하는 것으로, 관제실의 디스플레이 패널이 될 수 있다.The controller 200 may include a monitor module 210 and a controller 220 in more detail. That is, the monitor module 210 calculates the temperature information of the object to be heated 600 and the temperature information for control and displays the information, and can be a display panel of the control room.

컨트롤러(220)는 모니터 모듈(210)로부터 전송받은 제어용 온도 정보에 따라 전력 분배부(300)의 전력 공급량을 제어하는 것이다. 따라서, 전력 케이블(400)은 구체적으로는 컨트롤러(220)와 전력 분배부(300)를 상호 연결하게 된다.The controller 220 controls the power supply amount of the power distributor 300 according to the control temperature information received from the monitor module 210. Accordingly, the power cable 400 specifically connects the controller 220 and the power distributor 300 to each other.

한편, 히팅 케이블(110)은 도 4 내지 도 6과 같이 다양한 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.4 to 6, the heating cable 110 may be applied to various embodiments.

즉, 히팅 케이블(110)은 도 4와 같이 전기 에너지에 의하여 열을 발생하는 PTC 특성을 가진 고분자 재료인 발열체(111a)와, 발열체(111a)의 외측에 형성된 절연 외피층(112)을 포함하며, 외측에 광센서 케이블(120)이 결합되는 복합구조이다.4, the heating cable 110 includes a heating body 111a, which is a polymer material having PTC characteristics that generates heat by electric energy, and an insulating outer layer 112 formed on the outer side of the heating body 111a, And the optical sensor cable 120 is coupled to the outside.

여기서, 광센서 케이블(120)은 유리 광섬유(glass optic fiber) 또는 플라스틱 광섬유(plastic optic fiber)로 이루어질 수 있다.Here, the optical sensor cable 120 may be formed of a glass optical fiber or a plastic optical fiber.

이때, 발열체(111a)는 고분자 재료 내에 도전성 재료인 카본블랙, 금속분말, 카본파이버 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어져 전기전도성을 가진다.At this time, the heating element 111a is made of a conductive material such as carbon black, metal powder, carbon fiber, or a combination of at least one of them, and has electric conductivity.

그리고, 히팅 케이블(110)은 도 5와 같이 금속저항 합금도체인 발열체(111b)와, 발열체(111b)의 외측에 형성된 절연 외피층(112)을 포함하며, 외측에 광센서 케이블(120)이 결합되는 복합구조이다.5, the heating cable 110 includes a heating element 111b, which is a metal resistance alloy, and an insulating outer layer 112 formed on the outer side of the heating element 111b, and an optical sensor cable 120 is coupled to the outside .

여기서, 금속저항 합금도체는 구리-니켈, 니켈-크롬, 철-니켈 중 어느 하나가 주성분을 이루어져 전기전도성을 가진다.Here, the metal-resisting alloy conductor is made of copper-nickel, nickel-chromium, or iron-nickel, and has electrical conductivity.

또한, 히팅 케이블(110)은 도 6과 같이 구리 도체인 발열체(111c)와, 발열체의 외측에 형성된 절연 외피층(112)을 포함하며, 외측에 광센서 케이블(120)이 결합되는 복합구조이다.6, the heating cable 110 includes a heating element 111c, which is a copper conductor, and an insulating shell layer 112, which is formed on the outer side of the heating element, and the optical sensor cable 120 is coupled to the outside of the heating cable.

여기서, 구리도체는 도금이 되지 않은 나동, 주석도금, 은도금, 니켈 도금 중 어느 하나로 되어 전기전도성을 가진다.Here, the copper conductor is made of any one of uncoated copper, tin plating, silver plating, and nickel plating, and has electrical conductivity.

이상과 같이 본 발명은 원격지의 가열 대상물까지 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블을 이용하여 전력을 공급하고, 설치 및 시공상의 편의를 제공할 수 있는 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블 및 이를 이용한 히팅 시스템을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
As described above, the present invention provides a power cable provided with an optical sensor cable capable of supplying electric power using a power cable equipped with an optical sensor cable to a heating object at a remote place, and providing convenience in installation and construction, and a heating system It can be understood that it is a basic technical idea to provide.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

100...가열부
110...히팅 케이블
111, 111a, 111b, 111c...발열체
112...절연 외피층
112a...제1 절연 피복층
112b...충전층
112c...제2 절연 피복층
120...광센서 케이블
130...본체
150...온도 측정영역
170...시스템 취약 부분
200...제어부
210...모니터 모듈
220...컨트롤러
300...전력 분배부
400...전력 케이블
410...전력 라인
600...가열 대상물
610...탱크
620...파이프100 ... heating section
110 ... heating cable
111, 111a, 111b, 111c,
112 ... insulating shell layer
112a ... first insulating cover layer
112b ... filling layer
112c ... second insulating cover layer
120 ... optical sensor cable
130 ... body
150 ... temperature measuring area
170 ... system vulnerable part
200 ... control unit
210 ... Monitor module
220 ... controller
300 ... power distribution portion
400 ... power cable
410 ... power line
600 ... heating object
610 ... tank
620 ... pipe

Claims (9)

삭제delete 가열 대상물에 인접 또는 접촉하여 배치되고 외부로부터 전력을 공급받아 발열하여 상기 가열 대상물을 가열하는 히팅 케이블과, 상기 히팅 케이블의 형성 방향을 따라 상기 히팅 케이블의 내부에 형성되고 레이저 펄스를 입력받아 반사광을 출력하여 상기 가열 대상물의 온도를 감지하는 광센서 케이블(상기 광센서 케이블은 유리 광섬유(glass optic fiber) 또는 플라스틱 광섬유(plastic optic fiber)로 이루어짐)과, 상기 가열 대상물을 지지하고 상기 히팅 케이블 및 상기 광센서 케이블을 보호하는 본체를 포함하는 가열부;
상기 가열 대상물의 온도 정보 및 제어용 온도 정보 산출을 위하여 상기 광센서 케이블로부터 출력된 반사광을 입력받고, 제어용 온도 정보에 따라 상기 가열부에 공급되는 전력량을 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의하여 상기 히팅 케이블로 작동 전력을 분배하는 전력 분배부; 및
상기 제어부와 상기 전력 분배부 사이를 연결하며, 전력 라인을 피복하는 외피와 상기 전력 라인과 외피 사이에 상기 전력 라인의 길이방향을 따라 나란하게 광센서 케이블이 구비된 전력 케이블;
을 포함하고,
상기 히팅 케이블은
전기 에너지에 의하여 열을 발생하는 고분자 재료(상기 고분자 재료는 상기 고분자 재료 내에 도전성 재료인 카본블랙, 금속분말, 카본파이버 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어져 전기전도성을 갖음), 금속저항 합금도체(상기 금속저항 합금도체는 구리-니켈, 니켈-크롬, 철-니켈 중 어느 하나가 주성분을 이룸) 및 구리도체(상기 구리도체는 도금이 되지 않은 나동, 주석도금, 은도금, 니켈 도금 중 어느 하나로 형성됨) 중 적어도 하나로 구성되는 발열체와,
상기 발열체의 외측에 형성된 절연 외피층(상기 절연 외피층은 상기 발열체의 외측으로부터 순차적으로 제1 절연 피복층과 충전층 및 제2 절연 피복층을 포함함)을 포함하며,
상기 히팅 케이블은 상기 발열체의 외측과 상기 제2 절연 피복층 사이에 상기 광센서 케이블이 결합되는 복합구조를 가지는 것을 특징으로 하는 히팅장치.
A heating cable disposed adjacent to or in contact with the object to be heated and heating the object to be heated by receiving electric power from the outside, and a heating cable formed inside the heating cable along with the forming direction of the heating cable, An optical sensor cable for sensing the temperature of the object to be heated to output the optical sensor cable (the optical sensor cable is made of a glass optical fiber or a plastic optical fiber) A heating unit including a main body for protecting the optical sensor cable;
A control unit which receives reflected light output from the optical sensor cable to calculate temperature information of the object to be heated and control temperature information and controls an amount of electric power supplied to the heating unit according to control temperature information;
A power distributor for distributing operating power to the heating cable by the controller; And
A power cable connecting between the control unit and the power distribution unit, the power cable including an outer sheath covering the power line, and a photosensor cable being provided between the power line and the sheath along the longitudinal direction of the power line;
/ RTI >
The heating cable
A polymer material which generates heat by electric energy (the polymer material is made of a combination of at least one or at least one of carbon black, metal powder and carbon fiber, which are electrically conductive materials, in the polymer material and has electrical conductivity), a metal resistance alloy conductor Wherein the metal-resistive alloy conductor is formed of any one of copper-nickel, nickel-chromium, and iron-nickel, and a copper conductor (the copper conductor is formed of a non-plated copper, tin plating, silver plating or nickel plating). A heating element,
And an insulating sheath layer formed on the outer side of the heating element, wherein the insulating sheath layer successively includes a first insulating coating layer, a filling layer, and a second insulating coating layer from the outside of the heating element,
Wherein the heating cable has a composite structure in which the optical sensor cable is coupled between the outside of the heating element and the second insulation coating layer.
삭제delete 청구항 2에 있어서,
상기 제어용 온도 정보는,
상기 가열 대상물의 평균 온도 정보, 상기 가열 대상물의 온도 정보 및 경고 정보 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅장치.
The method of claim 2,
The control temperature information may include:
The temperature information of the object to be heated, and the warning information, and a combination of at least one of the average temperature information, the temperature information of the object, and the warning information.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 가열 대상물의 온도 정보 및 제어용 온도 정보를 산출하여 디스플레이하는 모니터 모듈과,
상기 모니터 모듈로부터 전송받은 상기 제어용 온도 정보에 따라 상기 전력 분배부의 전력 공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅장치.
The method of claim 2,
Wherein,
A monitor module for calculating and displaying temperature information of the object to be heated and control temperature information,
And a controller for controlling a power supply amount of the power distribution unit according to the control temperature information received from the monitor module.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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