KR101926661B1

KR101926661B1 - 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치

Info

Publication number: KR101926661B1
Application number: KR1020180089380A
Authority: KR
Inventors: 박종식
Original assignee: (주)해인시스템
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2018-12-07

Abstract

본 발명은 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수돗물을 저장하는 물탱크; 상기 물탱크에 투입되는 염소의 투입량을 포함하는 염소 투입량 정보, 동파방지를 위한 시간 정보를 포함하는 동파방지설정 정보를 입력받는 입력부; 상기 염소 투입량 정보에 대응하여 1℃ 차이에 따라 염소 투입량이 일정 질량% 차이가 나도록 조절하는 약품투입컨트롤러; 상기 약품투입컨트롤러의 제어에 따라 물탱크에 염소를 투입하는 염소투입장치; 상기 염소투입장치에 의해 투입된 염소의 농도를 측정하는 염소농도측정장치; 및 상기 동파방지설정 정보에 대응하여 강제적으로 일정 시간 내에 상기 물탱크에 유체의 흐름이 발생하도록 제어하는 동파방지모듈;로 구성되는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치에 관한 것이다.

Description

온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치{Residual chlorine and chlorine injection control according to temperature change}

일반적으로 염소주입은 주로 살균(소독)을 목적이지만 염소는 반응력이 강해 산화력이 있고, 유기 및 무기물질과도 결합력이 있어 암모니아성질소의 제거, 조류의 사멸, 철, 망간의 제거하여 응집 침전을 촉진하고 급수관내의 세균에 의한 2차 오염을 방지하기 위한 강한 소독효과까지 가져 수돗물의 안전한 음료에 일조를 하고 있다.

원수나 여과수 또는 하수에 염소를 투입하여 병원성 세균과 미생물 및 유기물을 제거하기 위한 기계인 염소투입기를 전염소처리에 적용할 수 있다.

전염소처리(前鹽素處理, pre-chlorination)는 여과에 앞서 소독의 목적 이 외에 철, 망간 등의 제거, 생물의 멸균 등을 하기 위하여 염소를 주입하는 것을 말한다.

수처리공정에 있어서 살균소독기술은 거의 대부분을 염소계 소독제에 의존하고 있다. 특히 상수도 처리 공정에 있어서의 살균소독은 90% 이상을 염소계 소독인 염소, 차아염소산나트륨, 차아염소산칼슘 등을 사용하고 있다.

염소주입설비의 경우 독성물질인 염소의 누출위험이 항시 내재되어 있으며, 염소사용에 따른 안전관리 전문가의 필요 및 유지관리비용의 증가, 안전관리자의 위험으로의 노출 등의 문제를 가지고 있다. 또한, 염소주입 시에 물과 반응하여 부산물인 클로레이트가 형성될 수 있다는 문제점을 포함하고 있다. 이에 최근에는 염소 대신 차아염소산나트륨수용액을 많이 사용하는 추세이다.

최근 수처리공정에서는 5%의 유효염소 농도를 가지는 차아염소산나트륨수용액을 사용하고 있으며, 상기 차아염소산나트륨수용액을 저장하는 약품탱크는 3~5개월 정도 사용할 수 있는 용량이다.

차아염소산나트륨수용액은 불안정한 물질로 저장 중에 서서히 자기 분해하며, 이에 따라 일정 기간이 경과한 후에는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 약품탱크에 주입 시점의 유효염소 농도에 비해 감소하게 된다.

따라서, 유량을 고려하여 적정량의 차아염소산나트륨수용액을 투입한다 하더라도, 실제적으로는 투입되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 양이 목표치에 미달하게 되는 문제가 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1274983호(2013.06.17.)에는 센서를 이용한 잔류염소농도의 측정방법과 측정장치 및 그를 이용한 정수처리시스템이 개시되어 있고, 대한민국공개특허공보 제10-2014-0073450호(2014.06.16.)에는 잔류염소센서를 이용한 관로 내 용수의 체류시간 예측방법을 통한 수질 관리 시스템 및 수질 관리 방법이 개시되어 있다.

최근 소규모수도시설 수와 이용인구는 감소하고 있으나 사용하는 원수의 지하수 이용현황은 증가하고 있으며, 가장 많이 사용되고 있는 처리방법은 염소에 의한 처리방법으로 주로 고체소독제인 차아염소산칼슘(클로로칼키, Calcium Hypochlorite)을 사용하고 있다. 또한 급수시설 관리는 마을의 이장이나 대표가 개인적으로 관리하고 있다. 먹는물에 적절한 염소처리가 되지 않을 경우 잔류 염소가 거의 없어 미생물 관리가 취약해지거나 지나치게 높은 농도의 잔류염소는 냄새가 발생되어 거부감을 느끼기도 한다.

또한 수용액 중의 염소는 안정하지 않아 빨리 감소하고 시약식으로 연속 측정하는 염소 측정 장치의 경우 오류 가능성이 높고, 이에 따라 과도하게 또는 과소하게 염소가 투입되어 주민 건강에 막대한 영향을 끼치는 문제가 있었다.

또한 잔류염소농도 일최대 내지 일최소값이 큰 변화를 보이고 있어 일정 잔류염소농도 유지 및 일정 소독 성능 확보에 큰 어려움을 겪고 있다.

또한 대기 중 차염가스 휘발로 인한 소독 액 농도 저하와, 뚜껑에 끼워진 공기홀괴 돌려막는 뚜껑의 특성상 용해도 저하와 물 사용양이 적은 지역일 경우 농도유지 저하와 고체염소의 경우 일정한 농도유지 및 농도조절 저하의 문제점이 있다.

한국공개특허 제2014-0073450호 한국등록특허 제1543299호 한국등록특허 제1756266호 한국등록특허 제0999718호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 온도 변화량에 따른 전염소 또는 후염소 조절 기능을 갖는 에스컬레이터 형상의 온도 변화 곡선에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 미 체크시 잔류 염소 유지 기능을 갖는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 수돗물을 저장하는 물탱크; 상기 물탱크에 투입되는 염소의 투입량을 포함하는 염소 투입량 정보, 동파방지를 위한 시간 정보를 포함하는 동파방지설정 정보를 입력받는 입력부; 상기 염소 투입량 정보에 대응하여 1℃ 차이에 따라 염소 투입량이 일정 질량% 차이가 나도록 정량펌프 모터의 가동시간을 조절하는 약품투입컨트롤러; 상기 약품투입컨트롤러의 제어에 따라 물탱크에 염소를 투입하는 염소투입장치; 상기 염소투입장치에 의해 투입된 염소의 농도를 측정하는 염소농도측정장치; 및 상기 동파방지설정 정보에 대응하여 강제적으로 일정 시간 내에 상기 물탱크에 유체의 흐름이 발생하도록 제어하는 동파방지모듈;로 구성되고,

상기 약품투입컨트롤러는 평균 수온을 중심으로 선형적으로 증가하다가, 제1 특정 수온 이하인 경우 및 제2 특정 수온 이상인 경우에는 투입량을 일정하게 투입하도록 제어한다.

상기 약품투입 컨트롤러는 관로에 유량계를 설치하여 유입유량에 비례하여 약품을 주입하도록 제어한다.

상기 약품투입 컨트롤러는 선형적으로 비례하는 염소 투입량을 기준으로 정량펌프 모터를 제어하여 염소를 투입한다.

상기 평균 수온은 10 ~ 20℃이고, 제1 특정 수온과 제2 특정 수온은 각각 5 ~ 10℃ 및 30 ~ 25℃이다.

상기 입력부는 물탱크의 염소농도 유지 최적화를 위해 유량값 설정 기능, 펌프작동시간 조절 기능, 전자저울 교정 설정 기능, 시계, 비밀번호 설정 기능, 및 수동 ON/OFF 기능을 제공한다.

상기 약품투입컨트롤러가 전력 공급이 중단되어 RF 통신 또는 LTE 데이터전송 장치가 작동하지 않을 경우에도 일정 기간 사용한 패턴 정보를 학습하여 공급량을 일정하게 지속적으로 투입한다.

상기 약품투입컨트롤러는 물탱크에 유입되는 유량이 없는 경우에 기존 시간의 흐름에 따른 미세 염소 증발값을 기준으로 상기 염소투입장치를 통해 약품투입컨트롤러가 염소를 강제 투입하도록 제어하는 유량 미 체크시 농도유지 자동화 기능을 포함한다.

상기 동작 움직임 감지센서 및 영상 녹화용 카메라를 작동시켜, 현장사진 자동촬영 전송 기능 또는 야간에도 확인가능 기능을 제공하고, 얼굴인식 프로그램 사용하여, 시건 수단 또는 물탱크의 개폐부가 임의로 개폐되는 순간 영상 녹화용 카메라가 작동되어 촬영되도록 할 수 있으며, 촬영된 사진은 외부에 연결된 중앙서버에 전송되어 개별 단말기나 스마트폰으로 즉시 전송된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 잔류 염소 측정 설비가 없이도 온도에 따른 통계화된 자료를 중심으로 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있어 약품 비용을 절약하고 염소 과다 투입에 따른 소비자의 건강을 해치는 부작용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 주변 환경의 상황을 고려하여 원하는 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있도록 하고, 상수도의 공급이 중단되더라도 염소의 증발량에 따른 적정한 염소 투입량으로 제어하여 과다 투입에 따른 역효과를 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 일정 시간 동안 특정한 사유로 인해 잔류 염소를 공급 못하거나 체크 못할 시에도 패턴 정보와 통계화된 자료에 의해 잔류 염소를 유지할 수 있다.

도 1은 종래 발명에 따른 염소 조절 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 a, b, c는 표 1 내지 표 4의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 패널에 나타난 데이터를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 유량 설정 기능 등을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 수위 조절기의 패널을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 사용량 조회가 간편하게 가능한 것을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 동작 움직임 감지센서 등을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 추가로 장착된 상기 동작 움직임 감지센서 및 영상 녹화용 카메라가 동작하여 찍힌 이미지를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 LTE 데이터전송 장치 등으로 구성된 네트워크로 연결된 통합관리시스템을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 염소농도지속성 유지실험과 잔류염소농도지속성 유지실험을 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명에 따른 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치는 원수나 여과수를 저장하는 물탱크에 염소를 투입하여 병원성 세균과 미생물 및 유기물을 제거하기 위한 장치로서, 마을단위 상수도, 간이급수시설 등의 지하수, 계곡수와 배수지, 관로 등에 설치가 가능하도록 제작된다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치는 수돗물을 저장하는 물탱크(14), 상기 물탱크(14)에 투입되는 염소의 투입량을 포함하는 염소 투입량 정보(A), 동파방지를 위한 강제 가동 시간 설정 정보(B)를 포함하는 동파방지설정 정보를 입력받는 입력부(11), 상기 염소 투입량 정보에 대응하여 1℃ 차이에 따라 염소 투입량이 일정 질량% 차이가 나도록 조절하는 약품투입컨트롤러(11-1), 상기 약품투입컨트롤러(11-1)의 제어에 따라 물탱크(14)에 염소를 투입하는 염소투입장치(12), 상기 염소투입장치(12)에 의해 투입된 염소의 농도를 측정하는 염소농도측정장치(13) 및 상기 동파방지설정 정보에 대응하여 강제적으로 일정 시간 내에 상기 물탱크(14)에 유체의 흐름이 발생하도록 제어하는 동파방지모듈(15)로 구성된다.

상기 입력부(11)는 염소 투입량 정보(A), 동파방지를 위한 강제 가동 시간 설정 정보(B)를 입력받는 장치로서, 각 온도에 따른 염소 투입량 증가 정보, 각 온도에 따른 염소 투입량 고정 정보 및 동파 기간 정보, 동파 최저 온도 정보 등을 입력 받는다.

여기에서 각 온도에 따른 염소 투입량 증가 정보는 예를 들어 18℃를 중심으로 8℃ 내지 28℃ 사이에 선형적으로 증가하는 염소 투입량의 초기치를 지정하면 자동으로 각 온도에 따른 투입량이 정해지도록 하는 정보이다.

또한 각 온도에 따른 염소 투입량 고정 정보는 예를 들어 8℃ 이하 또는 28℃ 이상에서 고정된 투입량을 한번만 지정하면 각 온도에서 일정한 투입량이 투입되도록 하는 정보를 포함한다.

상기 약품투입컨트롤러(11-1)는 평균 수온을 기준으로 제1 특정 수온 이하인 경우 및 제2 특정 수온 이상인 경우에는 최소 투입량을 일정하게 투입하도록 제어한다.

이 경우 정확한 투입량을 위해 약품투입컨트롤러(11-1)가 정량펌프 모터(12-1)의 가동시간을 조절하여 투입량을 제어한다.

상기 정량펌프 모터(12-1)를 통해 유입 유량에 알맞은 염소량을 물탱크(14)로 투입되게 하여 유량변화에 따른 염소량을 일정하게 유지하기 위해, 동력원으로 지하수의 흐름을 이용한 유량계 방식이나 전기, 태양광으로 약품 정량 펌프를 이용한 유량제어방식이 있다.

약품투입 컨트롤러(11-1)의 제어방식으로는 물탱크(14)로 지하수 유입시, 유입수의 흐름만으로 회전 임펠러를 가동시키고 임펠러의 회전수와 유입물량이 연동되어 있으며 유입물량에 비례하여 염소 약품을 주입한다.

약품투입 컨트롤러(11-1)는 물탱크(14)의 관로에 펄스 유량계를 설치하여 유입유량에 비례하여 약품을 정량 주입하도록 염소투입장치(12)를 제어한다.

약품저장용기(미도시)는 내부에 보온재질을 삽입하여 약품의 결빙을 방지하고 있으며, 약품투입호스는 보온기능을 가진 호스를 사용한다.

본 발명에 따른 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치의 내부 구조는 약품이 직접 닿는 부분이 독성에 부식되지 않고, 쉽게 변형되지 않는 PE, PP, PC로 이루어지고, 금속은 녹이나 부식에 강한 재질의 제품이어야 한다.

상기 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치의 제품별 약품 투입량을 수동으로 조절할 수 있어야 하며, 약품 저장용기는 누수, 균열 등의 이상이 없고, 약품 소모량을 쉽게 확인할 수 있는 구조로 제조된다.

본 발명의 일실시예로서 표 1과 도 3a에서 보면 8℃ 이상과 28℃ 이하에서는 투입량이 선형적으로 계속 증가하다가 8℃ 이하와 28℃ 이상에서는 염소 투입량을 일정하게 하기 위해 정량펌프 모터(12-1) 작동 시간을 동일하게 한다.

예를 들어 물탱크가 평균 온도인 18℃에서 19℃로 온도가 올라가고, 상기 물탱크(14)에 10톤이 유입된 경우 정량펌프 모터(12-1) 작동 시간은 0.33 초에서 0.35초로 0.02초가 늘어나며 16℃에서 17℃로 온도가 올라갔을 경우에는 0.30 초에서 0.31초로 0.01초가 늘어나도록 입력부(11)를 통해 정보를 입력한다. 이 때 선형적으로 증가하는 염소 투입량의 초기치를 입력부(11)를 통해 입력하면 자동으로 각 온도에 따른 투입량이 정해진다.

이렇게 정량펌프 모터(12-1) 작동 시간이 늘어날 경우 투입량도 늘어나는 데 정량펌프 모터(12-1) 작동 시간이 0.33 초에서 0.35초로 0.02초가 늘어나지만 투입량이 늘어나지 않고, 16℃에서 17℃로 온도가 올라갔을 경우에는 0.30초에서 0.31초로 0.01초가 늘어날 경우에만 0.06g에서 0.07g으로 투입량이 늘어난다.

이렇게 물탱크(14)에 10톤이 유입된 경우 한국 평균 온도인 18℃ 사이에서 투입량이 늘어나지 않거나 약간만 늘어 날 수 있는 데 물탱크(14)에 30톤이 유입된 경우에는 더 확실히 구분되도록 투입량이 늘어난다.

즉 평균 온도인 18℃에서 19℃로 온도가 올라갔을 경우, 정량펌프 모터(12-1)의 작동 시간은 1.00 초에서 1.05초로 0.05초가 늘어나며 16℃에서 17℃로 온도가 올라갔을 경우에는 0.90 초에서 0.95초로 0.05초가 늘어나는 선형적인 증가가 관찰될 수 있다.

투입량은 18℃에서 19℃로 온도가 올라갔을 경우, 0.20g에서 0.21g으로 0.01g 늘어나며 16℃에서 17℃로 온도가 올라갔을 경우 0.18g에서 0.19g으로 0.01g 늘어남을 알 수 있다.

본 발명의 일실시예로서 표 2 내지 표 4와 도 3c에 나타난 것처럼 8℃ 이상과 28℃ 이하를 기준으로 정량펌프 모터(12-1)의 가동시간 내 투입량을 각각 1초 투입량, 2초 투입량, 3초 투입량으로 물탱크(14)의 크기에 따라 나누어 적용할 수 있다.

표 2에 나타난 바와 같이 정량펌프 모터(12-1) 가동시간(1초)이 0℃에서 8℃ 까지와 28℃에서 32℃ 이상은 각각 0.1g 및 0.3g 투입하는 것으로 동일하게 나타난다.

왜냐하면 일반적으로 겨울철에는 8℃ 이하에서 대장균 등의 증식이 멈추고 물탱크(14) 내부의 수온이 28℃ 이상 올라가기도 힘들지만 온도계 등의 오류일 가능성이 높으므로 동일한 투입량으로 조절하도록 한다.

이와 반대로 8℃에서 28℃ 까지 늘어나는 동안에는 꾸준히 0.1g씩 늘어남을 알 수 있다.

이러한 경향은 표 3(모터 2초 투입량)과 표 4(모터 3초 투입량)에 동일하게 나타난다.

또한 물탱크(14)의 수온 18℃를 기준으로 증가하는 온도 구간과 감소하는 온도 구간 증가량을 각각 50%로 조정하여 특정 구간에 과소 또는 과대 투입되는 것을 방지한다.

예를 들어 표 2와 도 3c에 나타난 바와 같이 0℃에서 32℃ 까지 0.1g에서 0.3g으로 투입량이 증가하여 총 0.2g이 증가하였고, 18℃를 기준으로는 0℃에서 18℃ 까지 0.1g(50%), 18℃에서 32℃까지도 0.1g(50%)으로 증가하도록 조정할 수 있다.

본 발명은 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치는 온도변화에 따른 정량펌프 모터(12-1) 작동 시간 제어에 의한 잔류염소 유지기능을 이용할 수 있다.

예를 들면 정량펌프 모터(12-1)를 1초 돌렸을 때 0.1g이 투입된다면 정량펌프 모터(12-1)를 2초 돌렸을 때 0.2g이 투입되고, 정량펌프 모터(12-1)를 3초 돌렸을 때 0.3g이 투입되어 염소 투입량을 정량펌프 모터(12-1) 가동 시간에 비례하여 제어할 수 있다.

이렇게 하지 않으면 염소가 물에 존재하는 자연유기물질(natural organic matter, NOM)과 반응하여 인체에 유해한 물질을 포함하는 매우 복잡하고 다양한 소독부산물(disinfection byproducts, DBPs)을 생성할 수 있기 때문이다.

따라서 온도계가 고장 나거나 제어장치의 오류가 발생하여도 상기 기준만 지킨다면 소비자들의 건강을 해치지 않는 범위 안에서 염소투입량 조절기능을 유지할 수 있다.

본 발명에서는 제1 특정 수온 8℃ 이하인 경우는 1초 투입량(0.35ppm 기준)을 0.10g으로 하였고, 제2 특정 수온 28℃ 이상인 경우는 0.30g으로 하였다. 왜냐하면 우리 나라의 평균 수온이 18℃이기 때문이다.

따라서 상기 평균 수온은 10 ~ 20℃이고, 상기 제1 및 제2 특정 수온은 각각 5 ~ 10℃ 및 30 ~ 25℃로 하면 어떤 지역에서든지 우리 나라 실정에 맞는 잔존 염소량을 유지할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예를 살펴보면, 일반적으로 겨울철에는 8℃ 이하에서 대장균 등의 증식이 멈추고, 고온 상황에서 온도계 등의 오류가 발생할 경우 경험식에 의해 일정한 투입량을 조절할 수 있다.

왜냐하면 8℃ 이하인 경우 대장균과 같은 유해 물질의 증식이 억제되는 환경에 있으므로 염소투입량을 과대하게 증가시킬 필요가 없고, 28℃ 이상인 경우에도 마을 상수도 시설에서 잘 나타나지 않는 온도 특성으로 실제 온도 측정 장치 등의 고장일 경우가 많기 때문이다.

그러나 물탱크(14)의 수온이 8℃ 미만으로 떨어지더라도 다른 지역 지하수에서 추가 대장균 등이 유입될 수 있으므로 최소한의 염소 투입량은 지켜야 한다.

또한 물탱크(14)의 수온이 28℃ 이상으로 올라가면 너무 많은 투입량으로 식수에 문제가 생길 수 있으므로 물탱크에 일정한 염소 투입량을 유지하도록 한다.

또한 상기 물탱크(14)의 내부 염소의 증발속도는 표면적과 온도가 변하지 않으면 동일하므로 약품투입컨트롤러(11-1)가 8℃ 미만 및 28℃ 이상에서 일정량의 염소를 넣어줄 수 있어 항상 최소한의 염소 잔류량을 유지할 수 있도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물탱크 정보를 패널을 통해 한눈에 확인할 수 있는 데 예를 들어 ① 총 유량, ② 총 회전값, ③ 이전 유량값, ④ 현재 유량, ⑤ 이전 하중 값, ⑥ 약품 잔량, ⑦ 이전 회전 값, ⑧ 현재 회전 값, ⑨ 하중 값 등이 표시될 수 있다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이 설정화면의 염소농도 유지 최적화를 위해 ⑩ 전자신호로 유량값 설정 기능, ⑪ 펌프작동시간 조절 기능, ⑫ 유량 미체크시 농도유지 자동화기능, ⑬ 전자저울 교정 설정 기능, ⑭ 시계, 비밀번호 설정 기능, ⑮ 수동 ON/OFF 기능 등을 제공한다.

또는 전력 공급이 중단되어 RF 통신 또는 LTE 데이터전송 장치(3) 등이 작동하지 않을 경우에도 일정 기간 사용한 패턴 정보를 학습하여 일정한 수도 사용 정보에 따라 공급량을 조정한다.

예를 들어 펌프작동시간 조절 기능 등을 통해 영하 1℃ 이면 동파 방지를 위해서 펌프를 예를 들어 60분 마다 5분씩 돌리도록 제어한다.

이 중에서 유량 미체크시 농도유지 자동화 기능은 물탱크(14)에 유입되는 유량이 거의 없는 경우에도 시간이 흐름에 따라 미세 염소가 증발하여 일정 염소값을 유지할 수 없기 때문에 이러한 시간의 흐름에 따른 미세 염소 증발값을 기준으로 상기 염소투입장치(12)를 통해 약품투입컨트롤러(11-1)가 강제 투입하도록 제어한다.

또는 본 발명의 다른 실시예로서 약품투입컨트롤러(11-1)는 잔류염소농도를 일정하게 유지시키기 위한 염소투입량 결정인자로서 유출유량, 잔류염소농도, 수온 및 체류시간에 의한 물탱크(14) 내 염소소모량을 참고하여 온도에 따른 염소 투입량을 변경할 수도 있다.

또한 물탱크(14)의 수온 및 염소체류시간에 따른 잔류염소 소모량 보정계수는 유입수온별 실험을 실시하여 개선 적용함으로써 이에 따른 오차가 가능한 적게 발생하도록 수정할 수 있다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이 고장유무 체크 기능, 펌프제어반 ON/OFF 상태알림 기능, 펌프 제어반 보호계전기(EOCR) 과부하 확인가능 기능을 통해 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치의 상태를 확인할 수 있으며, 실시간으로 관리자 단말기에 전송할 수 있다.

또한 도 7에 도시된 바와 같이 유량(일)누적량조회(ℓ) / 유량(월)누적량 조회(ton) / 약품 (일)사용량 조회(kg) / 약품 (월)사용량 조회(kg) 등과 같은 패널을 통해 사용량 조회가 간편하게 가능하다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 동작 움직임 감지센서(1), 영상 녹화용 카메라(2), LTE 데이터전송 장치(3), 태양광 전원 공급장치(4), 물탱크 수위측정센서(5), 및 물탱크 유량측정센서(6) 등으로 구성된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치에 추가로 장착된 상기 동작 움직임 감지센서(1) 및 영상 녹화용 카메라(2)를 작동시켜, 예를 들어 매일 오전 12시에 현장사진 자동촬영 전송(보안시설 작동 유/무 확인) 또는 야간에도 확인가능 기능을 제공하고, 얼굴인식 프로그램 사용하기 위해 얼굴인식사진 3장 이상을 전송하도록 제어할 수 있다. 또한 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치의 시건 수단 또는 물탱크의 개폐부가 임의로 개폐되는 순간만 영상 녹화용 카메라(2)가 작동되어 촬영되도록 할 수 있으며, 촬영된 사진 등은 외부에 연결된 중앙서버에 전송되어 개별 단말기나 스마트폰으로 즉시 전송될 수 있다.

이 외에도 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치는 스피커를 더 포함하여 상기 동작 움직임 감지센서(1)에 의해 일정 물체가 감지되었을 경우 "이곳은 상수도 보호구역입니다", "CCTV 촬영 중입니다", "불법 출입시 민형사 고발 조치됩니다" 등과 같은 멘트를 생성시킬 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치 등과 상기 LTE 데이터전송 장치 등으로 구성된 네트워크로 연결된 통합관리시스템의 운영화면에는 이벤트 발생정보, 도어 열림 정보(a1), 일일 배수지 사진정보(a2), 물탱크 수위, 유입량, 누수량 정보(a3), 약품잔량, 소모량 정보(a4), 현 물탱크의 잔류염소 예상정보(a5), 배수지 수온정보(a6), 배터리 전원 정보(a7) 등의 정보를 제공할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이 염소농도지속성 유지실험과 잔류염소농도지속성 유지실험을 보면 측정 기간 동안 본 발명에 따른 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치를 이용하여 측정한 결과 염소농도(%)의 지속성이 8주 이상 유지되었고, 잔류염소농도(mg/l)도 8개월 이상 유지됨을 알 수 있다.

따라서 종래 장치들은 본 발명과 처음에는 유사한 지속성을 보이고 있지만 시간이 지남에 따라 더욱 격차를 보일 수 밖에 없는 이유는 통계화된 자료를 중심으로 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있도록 하고, 상수도의 공급이 중단되더라도 염소의 증발량에 따른 적정한 염소 투입량으로 제어하며, 패턴 정보와 통계화된 자료에 의해 잔류 염소를 유지할 수 있기 때문이다.

1 : 동작 움직임 감지센서
2 : 영상 녹화용 카메라
3 : LTE 데이터전송 장치
4 : 태양광 전원 공급장치
5 : 물탱크 수위측정센서
6 : 물탱크 유량측정센서
11 : 입력부
11-1 : 약품투입컨트롤러
12 : 염소투입장치
12-1 : 정량펌프 모터
13 : 염소농도측정장치
14 : 물탱크
15 : 동파방지모듈

Claims

수돗물을 저장하는 물탱크(14);
상기 물탱크(14)에 투입되는 염소의 투입량을 포함하는 염소 투입량 정보, 동파방지를 위한 시간 정보를 포함하는 동파방지설정 정보를 입력받는 입력부(11);
상기 염소 투입량 정보에 대응하여 1℃ 차이에 따라 염소 투입량이 일정 질량% 차이가 나도록 정량펌프 모터(12-1)의 가동시간을 조절하는 약품투입컨트롤러(11-1);
상기 약품투입컨트롤러(11-1)의 제어에 따라 물탱크(14)에 염소를 투입하는 염소투입장치(12);
상기 염소투입장치(12)에 의해 투입된 염소의 농도를 측정하는 염소농도측정장치(13); 및
상기 동파방지설정 정보에 대응하여 강제적으로 일정 시간 내에 상기 물탱크(14)에 유체의 흐름이 발생하도록 제어하는 동파방지모듈(15);로 구성되고,
상기 약품투입컨트롤러(11-1)는 평균 수온을 중심으로 선형적으로 증가하다가, 제1 특정 수온 이하인 경우 및 제2 특정 수온 이상인 경우에는 투입량을 일정하게 투입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 약품투입 컨트롤러(11-1)는 관로에 유량계를 설치하여 유입유량에 비례하여 약품을 주입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 약품투입 컨트롤러(11-1)는 선형적으로 비례하는 염소 투입량을 기준으로 정량펌프 모터(12-1)를 제어하여 염소를 투입하는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 평균 수온은 10 ~ 20℃이고, 상기 제1 및 제2 특정 수온은 각각 5 ~ 10℃ 및 30 ~ 25℃인 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 입력부는 물탱크(14)의 염소농도 유지 최적화를 위해 유량값 설정 기능, 펌프작동시간 조절 기능, 전자저울 교정 설정 기능, 시계, 비밀번호 설정 기능, 및 수동 ON/OFF 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 약품투입컨트롤러(11-1)가 전력 공급이 중단되어 RF 통신 또는 LTE 데이터전송 장치(3)가 작동하지 않을 경우에도 일정 기간 사용한 패턴 정보를 학습하여 공급량을 일정하게 지속적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 약품투입컨트롤러(11-1)는 물탱크(14)에 유입되는 유량이 없는 경우에 기존 시간의 흐름에 따른 미세 염소 증발값을 기준으로 상기 염소투입장치(12)를 통해 약품투입컨트롤러(11-1)가 염소를 강제 투입하도록 제어하는 유량 미 체크시 농도유지 자동화 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.
제1항에 있어서,
동작 움직임 감지센서(1) 및 영상 녹화용 카메라(2)를 작동시켜, 현장사진 자동촬영 전송 기능 또는 야간에도 확인가능 기능을 제공하고, 얼굴인식 프로그램 사용하여, 시건 수단 또는 물탱크(14)의 개폐부가 임의로 개폐되는 순간 영상 녹화용 카메라(2)가 작동되어 촬영되도록 할 수 있으며, 촬영된 사진은 외부에 연결된 중앙서버에 전송되어 개별 단말기나 스마트폰으로 즉시 전송되는 것을 특징으로 하는 온도변화량에 따른 잔류 염소 유지 및 염소 투입량 조절 장치.