KR101934514B1 - 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템 - Google Patents

내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템 Download PDF

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KR101934514B1
KR101934514B1 KR1020180102333A KR20180102333A KR101934514B1 KR 101934514 B1 KR101934514 B1 KR 101934514B1 KR 1020180102333 A KR1020180102333 A KR 1020180102333A KR 20180102333 A KR20180102333 A KR 20180102333A KR 101934514 B1 KR101934514 B1 KR 101934514B1
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김두환
함중걸
최성태
김민준
김정우
박승호
김기쁨
오재열
임동환
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Abstract

본 발명은 빌딩자동제어시스템의 현장감시 제어기기가 설치되는 현장에 화재가 발생하였을때 외부의 고온(250℃)으로부터 현장감시 제어기기를 보호하기 위한 내화재 보호장치를 구비하는 빌딩자동제어시스템에 관한 것으로, 빌딩자동제어시스템은 현장감시 제어기기(DDC모듈) 및 내화재 보호장치를 포함하며, 내화재 보호장치는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 내부에 수용하는 보호함체와 보호함체 일측면에 설치되어 보호함체 내부를 냉각시키는 냉각부를 포함하고, 상기 보호함체는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 수용하는 공간을 가지는 기기수용부; 및 상기 기기수용부의 일 측면에 위치하여 상기 기기수용부를 개폐하는 도어부를 포함하며; 상기 기기수용부와 상기 도어부 내측에는 외부의 열이 상기 기기수용부 내부의 현장감시 제어기기(DDC모듈)로 전달되는 것을 방지하기 위한 내열재가 적층되는 것을 특징으로 한다.

Description

내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템{Building Automation Control System Equipped with Fire Proof Device}
본 발명은 건물에 화재가 발생하였을때 외부의 고온(250℃ 이상)으로부터 시스템을 보호할 수 있는 내화재(耐火災) 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템에 관한 것이다.
빌딩자동제어시스템은 센서류, 펌프, 덕트, 배기팬 등의 각종 설비와 이들 설비들을 제어하는 현장감시 제어기기 모듈(Direct Digital Control, 이하 DDC 모듈)를 포함한다. 특히 DDC 모듈은 각종 설비들을 자동제어함에 있어서 중추적인 역할을 수행하는 매우 중요한 기기이다. 따라서 일반적으로 DDC모듈은 관리 및 보호의 목적으로 보호함체의 내부에 설치되며 연결된 각종 건물 설비들을 통제한다. DDC 모듈은 전원공급모듈, 통신모듈, CPU 및 I/O모듈 등을 포함하여 구성되며, 기기 동작시 발생하는 발열을 낮추기 위하여 보호함체에는 통풍구를 설치하는 것이 일반적이다. 이러한 종래기술에서는 보호함체 내부의 DDC모듈이 과열되는 것을 방지하기 위해 제어기기(DDC모듈) 자체 발열에 의한 열을 냉각시키기 위한 단순한 냉각팬만을 구비하고 있을 뿐이다.
하지만 건물에 화재가 발생하였을때 통풍구가 설치되는 보호함체는 외부의 고열(250℃ 이상)에 취약하게 되고 내부의 현장감시 제어기기(DDC모듈)는 즉시 동작을 멈추게 될수 밖에 없다는 문제점이 있다. 제어기기(DDC모듈)에 이상이 발생하면 건물 전체를 마비시킬 수 있으므로 이에 대한 대응 방안이 필요한 실정이다.
한편 화재로부터 보호함체 내부의 제어기기(DDC모듈)를 보호하기 위하여 보호함체를 단순히 밀폐시킨다면 평상시에는 내부의 제어기기(DDC모듈)의 발열로 인하여 보호함체 내부 온도가 상승하게되고 일반적인 현장감시 제어기기(DDC모듈)의 동작 한계온도인 85℃ 이상 상승할 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 평상시에는 보호함체 내부의 온도를 적정온도로 유지시키다가 화재 발생시에는 고온에서도 제어기기(DDC모듈)를 보호할 수 있는 내화재(耐火災) 보호장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0424460호(2006.08.14) "항온항습기의 전기 제어반 냉각장치"
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 평상시에는 현장감시 제어기기(DDC모듈)가 원활히 동작할 수 있도록 적정온도를 유지할 수 있으며, 화재발생시에도 외부의 고온(250℃)으로부터 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호함으로서 화재 등 비상시에도 제어기기(DDC모듈)의 기능을 유지하여 제어대상 설비들을 제어할 수 있도록 내화재(耐火災) 보호장치를 구비하는 빌딩자동제어시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재(耐火災) 보호장치를 구비하는 빌딩자동제어시스템을 제공한다. 빌딩자동제어시스템은 현장감시 제어기기(DDC모듈) 및 내화재 보호장치를 포함하며, 내화재 보호장치는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 내부에 수용하는 보호함체와 보호함체 일측면에 설치되어 보호함체 내부를 냉각시키는 냉각부를 포함하고, 상기 보호함체는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 수용하는 공간을 가지는 기기수용부; 및 상기 기기수용부의 일 측면에 위치하여 상기 기기수용부를 개폐하는 도어부를 포함하며; 상기 기기수용부와 상기 도어부 내측에는 외부의 열이 상기 기기수용부 내부의 현장감시 제어기기(DDC모듈)로 전달되는 것을 방지하기 위한 내열재가 적층될 수 있다.
내열재로는 암면이 적층되고 두께는 10 내지 50mm 이거나, 내열재로는 세라믹파이버가 적층되고 두께는 10 내지 30mm 일 수 있다.
또한 내열재로는 세라믹파이버, 암면 또는 실리콘러버 중 두 개 이상이 적층될 수 있으며, 내열재와 상기 보호함체 사이에 실리콘러버가 더 적층될 수 있다.
한편 냉각부는 상기 기기수용부의 내부를 냉각시키기 위한 열전소자와; 상기 열전소자의 일측면에 설치된 내부 방열판과; 상기 열전소자의 타측면에 설치되는 외부 방열판과; 상기 기기수용부의 내부의 공기를 강제순환시켜 내부온도를 일정하게 유지시키기 위한 냉각팬;을 포함할 수 있다. 냉각부는 보호함체 일측면에 형성되는 삽입홀에 설치되되 냉각부와 보호함체 사이에는 내열재의 패킹이 개재될 수 있다.
본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치 및 이를 구비하는 빌딩자동제어시스템은 평상시에는 내화재 보호장치의 냉각부를 동작시켜 보호함체 내부를 적정온도로 유지함으로서 현장감시 제어기기가 정상동작할 수 있는 환경을 제공하고, 화재와 같은 비상시에는 적층된 내열재로 인하여 고온(250℃ 이상)에서도 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 일정시간 이상 동작할 수 있도록 보호함으로서 현장감시 제어기기(DDC모듈)의 생존력을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에 대한 전체적인 구성을 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치의 내열재 적층구조 및 냉각부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에서 내열재의 적층구조의 또다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에서 보호함체의 내열성능을 시험하기 위한 실험장치를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에서 내열재를 적층한 보호함체의 내열성능을 시험한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에서 내열재를 두 종류 이상 적층한 보호함체의 내열성능을 시험한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 보호함체 내부에 수용되는 기기들을 보여주는 도면이다.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다. 기술적 이해를 도모하기 위하여 이하에서 빌딩자동제어시스템의 기본적 기술 구성에 대해 살펴보기로 하나, 이러한 기본적 기술 구성에 의해 본 발명의 기술 요지가 한정되지는 않음을 밝혀 둔다.
빌딩자동제어시스템은 일반적으로 빌딩의 냉난방 설비, 전기, 방재, 방법, 통신 설비 등을 중앙 통제 센터에서 감시, 통제, 제어를 수행하며, 이를 위해 빌딩자동제어시스템은 센서류, 펌프, 덕트, 배기팬 등의 각종 설비와 이들 설비들을 제어하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 포함한다. 특히 제어기기(DDC모듈)는 각종 설비들을 자동제어함에 있어서 중추적인 역할을 수행하는 매우 중요한 기기로서 도 7을 참조하면 DDC모듈은 전원공급모듈, 통신모듈, CPU 및 I/O모듈 등을 포함한다.
제어기기(DDC모듈)는 빌딩자동제어시스템의 핵심 장비로서 통상적으로 설비 등 제어 대상기기 근처에 설치되거나 집중화된 제어실에 설치될 수 있다. 일반적으로 제어기기(DDC모듈)는 보호함체 내부에 수용됨으로서 외부로부터의 충격, 훼손, 열, 습기 등으로부터 보호된다. 도 7은 보호함체 내부에 수용되는 기기들을 보여주는 도면으로서 보호함체 내부에는 현장감시 제어기기(DDC모듈)외에도 배선용차단기, 온도조절기, 필터, 릴레이보드 등이 함께 수용된다.
또한 제어기기(DDC모듈)의 동작한계온도는 통상 85℃ 이하이고 한계온도 이내에서 정상적인 동작을 보장할 수 있다. 또한 제어기기(DDC모듈)가 동작할 때 기기 자체의 발열이나 외부의 열은 제어기기(DDC모듈)의 성능에 영향을 줄 수 있기 때문에 제어기기(DDC모듈)를 수용하는 보호함체 내부에 대한 온도조절 기능이 필요하다. 예를 들어 보호함체가 건물 옥상 또는 외부에 설치된 경우 여름철 또는 태양광선으로 인한 외부의 열이 보호함체를 통해 제어기기(DDC모듈)로 전달되면 제어기기(DDC모듈)의 정상적인 작동에 영향을 줄 수 있다. 내부 온도를 낮추기 위하여 통상적인 보호함체는 통풍구와 냉각팬을 구비하여 내부와 외부의 공기를 순환하는 방식으로 보호함체 내부의 온도를 낮추고 있다. 그러나 외부의 온도가 85℃ 이상의 고온일 경우 이러한 냉각 방식은 전혀 효과가 없게된다. 특히 보호함체 주변에서 화재가 발생했을 때에는 통풍구를 통하여 외부의 열기가 보호함체 내부로 전달되어 제어기기(DDC모듈) 작동에 영향을 준다면 빌딩자동제어 시스템 전체가 마비되어 더 큰 피해로 이어질 수 있다. 따라서 화재가 발생하도라도 일정시간 이상 제어기기(DDC모듈)가 정상 동작할 수 있다면 소화설비 작동을 제어하는 등 피해 최소화에 효과를 발휘할 수 있을 것이다. 한편 화재가 장기간 진행된다면 건물설비도 소실되어 제어가 불가능 해질 수 있으므로 화재발생 후 일정시간 이상 제어기기(DDC모듈)를 보호할 수 있는 대책이 필요하다.
따라서, 화재와 같은 고온에서도 일정시간 이상 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호할 있는 내열 능력을 가지는 현장감시 제어기기(DDC모듈)용 내화재 보호장치를 본 발명을 통해 제시한다.
제 1 실시예로서 도 1을 참조하면
도 1은 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에 대한 전체적인 구성을 보여주는 구성도이다. 내화재 보호장치(200)는 현장감시 제어기기(DDC모듈)(100)를 내부에 설치하는 보호함체(10)와 보호함체 일측면에 설치되어 보호함체 내부를 냉각시키는 냉각부(40)를 포함하고, 상기 보호함체(10)는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 수용하는 공간을 가지는 기기수용부(20); 및 상기 기기수용부의 일 측면에 위치하여 상기 기기수용부를 개폐하는 도어부(30)를 포함하며; 상기 기기수용부(20)와 상기 도어부(30) 내측에는 외부의 열이 상기 기기수용부 내부의 현장감시 제어기기(DDC모듈)로 전달되는 것을 방지하기 위한 내열재(80)가 적층될 수 있다.
보호함체(10)는 통상 스테인리스 스틸 등 철제 또는 알루미늄 재질로 제작되나 화재에 강인한 것이라면 이에 한정되는 것은 아니다. 통상의 기술자라면 필요에 따라 적절한 재질을 선택할 수 있는 정도의 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
보호함체의 기기수용부(20)는 수용 공간에 제어기기(DDC모듈)를 수용하게 되고, 상기 도어부(30)는 상기 기기수용부(20)의 일 측면에 설치되어 보호함체(10)를 개폐할 수 있게 함으로서 평상시에는 보호함체를 밀폐하고 개방시에는 제어기기(DDC모듈)의 유지관리를 도모한다.
상기 기기수용부(20)와 상기 도어부(30) 내측면에는 일정 두께 이상의 내열재(80)가 적층된다. 내열재(80)의 소재로는 화재에 강인해야하고 두껍지 않은 소재일수록 유리하다. 한편 소재별 특성이 다를 수 있으므로 여러 종류의 소재를 차례로 적층함으로서 내열 성능은 극대화하면서 내열재의 두께는 최소화할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 내열재(80)는 세라믹파이버, 암면, 실리콘러버를 사용하였다.
세라믹파이버(Ceramics Fibers)는 고온 안정성(1,100℃ 이상)과, 낮은 열전도율, 낮은 축열량으로 인한 장점이 있고 경량, 유연성으로 인하여 그 활용도가 높은 단열재이다. 유리섬유나 암면보다도 내열성이 높아 단열재, 내열성 보온재료, 내화벽돌, 표면코팅, 우주항공 기재용으로 사용하고, 마그네타이트 소자, 컴퓨터 메모리 등의 전자기기에, 안료, 착색제, 레이저용 텅그스텐산 칼슘의 단결정 등의 광학분야에 쓰인다.
암면(Rock Wool)은 인공무기섬유의 일종으로 전기로에서 1,500~1,600℃의 고열로 용융하여 노(爐) 하부의 노즐에서 흘러나온 것을 압축공기로 세게 불어서 만든 섬유로서 무기질이므로 내화성이 우수하며, 열전도율은 작고 흡음률이 높으므로 보온재나 흡음재로서의 용도가 넓고, 고온 보온재로서도 사용된다. 또한 연화(softening)온도는 약 1,200℃이며 장시간 사용에 대한 안전온도는 600℃이다.
실리콘러버(Silicone Rubber)는 실리콘 소재의 특수한 내열성 합성 고무로서 고무와 유사한 탄성을 보이며 강도는 작으나 내열(耐熱), 내한(耐寒), 내후(耐候), 내오존성에 있어서 매우 우수한 재료이고 전기적 성질도 뛰어나다. 특히 250℃에서 3일간 방치하여도 강도와 신장률의 변화를 10% 이내로 유지할 수가 있다. 내열 실리콘러버는 400℃ 이상에서도 안정성을 보일 수 있다.
한편, 상기 내열재(80)의 두께는 하기 수학식 1과 같이 열전도율과 열용량을 고려하여 산출할 수 있다.
수학식 1
P = Q/t = k * A * (
Figure 112018086038323-pat00001
-
Figure 112018086038323-pat00002
)/L (J/sec)
여기서, P(J/sec)는 열전도율, Q(J)는 t시간 동안 전달된 에너지, t(sec)는 시간, k(W/m·K)는 열전도도, A(
Figure 112018086038323-pat00003
)는 전달되는 판의 면적,
Figure 112018086038323-pat00004
(℃)는 고온측 온도,
Figure 112018086038323-pat00005
(℃)는 저온측 온도, L(m)는 전달되는 판의 두께이다. 공기의 비중은 0.0012, 철의 비중은 7.8 기포콘크리트 비중은 0.9이다. 세라믹파이버는 밀도가 100 (kg/㎥), 열전도도가 약 0.029 (W/m.k)이다. 암면은 밀도 50 (kg/㎥), 비중 0.07, 열전도도가 0.039(W/m.k)이다. 실리콘은 열전도도가 0.007(W/m.k) 이다.
수학식 1을 검토하면 열전도율은 내열재의 열전도도에 비례하고 내열재의 두께에 반비례함을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명은 내열재의 두께를 최적화하기 위해 내열재(세라믹파이버, 암면 등)의 재료별 두께를 설정하고, 보호함체 내측면 단일의 내열재 또는 이종의 내열재를 차례로 적층하여 부착함으로서 화재가 발생하였을 때 외부온도 250℃에서 1시간 이상 내화재 보호장치 내부에 설치된 현장감시 제어기기(DDC모듈)가 정상동작할 수 있는 최대온도 85℃ 이내가 될 수 있도록 설계한 것이다.
따라서 외부의 화재로부터 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하기 위한 내열 능력에 부합하기 위해 내열재(80)의 두께를 10mm ~ 50 mm 사이로 설정하고, 상기 기기수용부(20)와 상기 도어부(30)의 내측면에 상기 내열재를(80) 적층하면 고온(250℃ 이상)에서도 1시간 이상 열을 견뎌내며 보호함체(10) 내부에 설치되는 제어기기(DDC모듈)들의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 밀폐된 보호함체 내부에서 냉각부의 도움없이 제어기기(DDC모듈)가 작동 가능한 최고온도는 85℃ 이므로, 냉각부가 동작하는 통상 운용환경에서 화재 등으로 인하여 냉각부가 기능을 멈춘 비상시에도 1시간 이내에는 동안 85℃ 이상으로 가열되지 않도록 내열재료 및 두께를 최적화함으로서 요구되는 내열 능력을 갖추면서도 비용 절감 및 두께 최적화로 보호함체의 내부의 수용 공간을 최대로 확보할 수 있다.
또한, 보호함체의 내열 능력을 향상시키기 위해 내열재는 하나 이상을 선택할 수 있고, 내부 공간을 충분히 확보하기 위해 두께를 얇게 하고 내열 능력을 유지시키고 또는 내열재의 비용을 고려하여 적절하게 내열재를 2 종류 이상을 선택하여 보호함체 내측면에 차례로 적층함으로서 두께는 줄이고 내열 능력은 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치의 내열재 적층구조 및 냉각부를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에서 내열재의 적층구조의 또다른 실시예를 보여주는 도면이다. 내열재(80)는 재질에 따라 10mm ~ 50mm 이상의 두께로 적층된다. 도 3에 도시된 바와 같이 필요에 따라 두가지 종류 이상의 내열재를 적층할 수도 있다. 내열재가 적층되는 내화재 보호장치(200)는 밀폐상태로 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 수용하기 때문에 제어기기(DDC모듈)에서 발산되는 열을 외부로 방출시키는 것이 필요하다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 내화재 보호장치의 냉각부(40)는 상기 기기수용부의 내부를 냉각시키기 위한 열전소자(41)와 상기 열전소자의 일측면에 설치된 내부 방열판(50)과 상기 열전소자의 타측면에 설치되는 외부 방열판(51)과 상기 기기수용부의 내부의 공기를 강제순환시켜 내부온도를 일정하게 유지시키기 위한 냉각팬(60)을 포함할 수 있다.
냉각부는 보호함체의 일측면에 형성되는 삽입홀을 통하여 보호함체와 결합한다. 이경우 삽입홀의 개방면적을 최소화할 필요가 있으므로 내부 방열판(50)의 면적은 외부 방열판(51)에 비하여 작게 형성할 수 있다. 열전소자(41)는 보호함체(10) 내부온도를 일정하게 유지하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시예에서 열전소자(41)로는 펠티에(Peltier)소자를 사용하였으나 직류 전원 인가에 따라 전후면이 흡열 및 발열하는 것이라면 어떤 것이든 적용이 가능할 것이다. 펠티에 소자에 전류를 흘리면 한쪽 면은 발열하고 다른 쪽 면은 흡열(냉각)을 하기 때문에 열전소자는 흡열(냉각)하는 면을 보호함체 내부로 향하게 하고 발열하는 부분은 보호함체 외부로 향하도록 설치한다. 보호함체 내부온도를 일정하게 유지하기 위하여 온도센서(미도시)를 설치하여 열전소자의 동작을 제어할 수 있을 것이다.
상기 내부 방열판(50)외측으로는 방열판의 열교환을 촉진하기 위하여 냉각팬(51)을 포함할 수 있다. 냉각팬(51)은 공기가 내부수용부에서 내부 방열판 방향으로 흐를 수 있도록 설치될 수 있다. 또한, 상기 외부 방열판(51)에도 마찬가지로 발열팬(61)을 포함할 수 있으나 외부 방열판(61)의 면적이 충분히 큰 경우 생략할 수 있다.
한편, 냉각부(40)를 설치하기 위해 보호함체(10) 측면에는 삽입홀을 형성할 수 있다. 하지만 삽입홀을 통해 외부의 열기가 보호함체(10) 내부로 전달될 수 있으므로 이를 차단할 필요가 있다. 이를 위해 내열재의 패킹(미도시)이 냉각부(40)와 보호함체(10)사이에 개재될 수 있다.
내부의 온도가 일정 온도 이상이 되어 냉각부의 열전소자(41)가 동작되면 열전소자의 보호함체측인 내측면은 흡열 상태가 되어 내부 방열판을 통하여 내부를 냉각시키고, 열전소자(41)의 외측면은 발열 상태가 되어 외부 방열판(51)을 통하여 내부의 열을 외부로 내보내게 된다. 본 발명에 따른 내화재 보호장치는 내열 보호함체에 냉각부(40)를 구비함으로서 밀폐상태에도 불구하고 내부 온도를 일정하게 유지할 수 있으므로 평상시에는 내부 발열로 인한 제어기기(DDC모듈)(100)의 고장 및 오작동 등을 방지할 수 있으며, 화재시에는 일정시간 이상 외부의 고온을 차단함으로서 제어기기(DDC모듈)의 동작을 보장할 수 있다. 바꾸어 말하자면 화재 시 냉각부(40)가 동작이 멈추더라도 내열재(80)에 의해 보호함체(10)의 내부의 온도를 85℃이하를 1시간 이상 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 발명에 따른 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 보호하는 내화재 보호장치에서 내열재의 적층구조의 또다른 실시예를 보여준다. 도 3에 도시된 바와 같이, 내화재 보호장치(200)는 보호함체(10), 내열재(80)를 적층한 구조로 이루어질 수 있다. 보호함체(10)의 재질은 스테인리스 스틸, 철판 또는 알루미늄 등 일반적인 재질로 이루어지며 통상 1~2mm의 두께를 가진다. 도 2에 도시된 바와 같이 보호함체(10)의 내측면에 내열재(80)를 단층으로 적층할 수 있으나, 내열 능력을 향상시키기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 보호함체(10) 내측면에 내열재를 2종 이상 차례로 적층하는 구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 보호함체(10) 내측면에 실리콘러버(70)를 적층하고 다음에 세라믹파이버 또는 암면을 적층할 수 있다. 또는 보호함체(10)의 내측면에 세라믹파이버 또는 암면을 먼저 적층하고 다음에 실리콘러버(70)를 적층할 수도 있다. 어느 경우든 내열재(80)의 두께를 줄이면서도 내열 능력은 유사하게 유지할 수 있을 것이다. 실리콘러버(Silicon Rubber)의 열전도도는 매우 낮으므로 다른 내열재에 비해 두께를 얇게할 수 있다. 다만 실리콘러버는 단독으로 사용하기에는 내열 온도가 세라믹파이버와 암면과 대비하여 낮은 재료이므로 다른 내열재와 같이 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서 실리콘러버의 두께는 1mm로 하고 세라믹파이버의 두께를 25mm로 하였을때 내열 효과가 매우 뛰어남을 보여 주었다. 실리콘러버를 다른 내열재와 같이 사용하면 전체적인 내열재의 적층 두께가 얇아지므로 보호함체(10) 내부의 수용 공간을 좀더 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 내화재 보호함체의 내열성능을 시험하기 위한 실험장치를 보여주는 사진이다. 시험장비로는 250℃ 이상을 발열하는 내화로(전기로)가 사용되었고 보호함체 외측면을 250℃의 온도로 설정한후 보호함체 내측에 적층된 내열재 표면의 온도를 시간의 경과에 따라 측정하였다.
도 5는 본 발명에 따른 내열재를 적층한 내화재 보호함체의 내열성능을 시험한 결과를 나타내는 그래프이다. 내열성능을 확인하기 위하여 내열재(80)와 보호함체(10)가 적층된 구조를 실험하였다. 도 2에 도시된 적층 구조와 같도록 구성하였으며 내열재로는 두께 50mm와 25mm의 세라믹파이버를 각각 사용하였다. 도 5를 참조하면 내화로(내부) 온도는 시험이 진행되는 동안 250℃를 유지하였다. 시험체(표면) 온도는 내열재의 온도를 나타낸다. 그래프에서 약 1.3시간까지의 온도 변화는 두께 50mm의 세라믹파이버의 표면 온도를 나타낸다. 약 1.3시간 이후의 온도 변화는 두께 25mm 세라믹파이버의 표면 온도를 나타낸 것이다. 이를 보면 내화로의 온도가 250℃를 유지하는 동안에도 두께 50mmm의 세라믹파이버의 표면 온도는 1시간 후 28.2℃로 온도가 거의 상승하지 않음을 알 수 있으며, 두께 25mm의 세라믹파이버의 경우도 1시간 후 표면 온도가 약 62℃ 정도로 양호한 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
도 6은 본 발명에 따른 내열재를 두 종류 이상 적층한 내화재 보호함체의 내열성능을 시험한 결과를 나타내는 그래프이다. 내열성능을 확인하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 보호함체에 이어서 실리콘러버와 내열재를 차례로 적층한 구조를 실험하였다. 내열재로는 25mm 두께의 세라믹파이버를 사용하였으며 실리콘러버는 1mm 두께를 사용하였으며 적층순서는 보호함체(10) 다음에 실리콘러버(70)가 적층되고 이어서 세라믹파이버(80)를 적층하였다. 도 6을 참조하면 내화로(내부) 온도는 시험이 진행되는 동안 250℃를 유지하였다. 시험체(표면) 온도는 내열재로 사용된 세라믹파이버의 표면 온도를 나타내고 실리콘(표면) 온도는 추가로 적층된 실리콘러버의 표면 온도를 나타낸다. 도 6의 그래프를 살펴보면 내화로(내부) 온도가 250℃를 유지하는 1시간 이후 보호함체 다음에 적층된 두께 1mmm의 실리콘러버의 표면 온도는 약 104℃ 정도로 상승하였다. 한편 다음 순서로 적층된 25mm의 세라믹파이버의 경우 시험체(표면) 온도가 1시간 후 약 35.3℃ 정도로서 도 5의 25mm 두께의 세라믹파이버에 대한 시험결과와 대비하였을 때 매우 양호한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 따라서 실리콘러버와 같은 재질을 내열재와 같이 적층한다면 내열재 단독으로 사용할때보다 내열재의 사용 두께를 작게하여도 충분한 내열 성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따르면 내열재와 실리콘러버를 같이 사용함으로서 내열재의 두께를 줄일 수 있어서 보호함체 내부의 공간을 추가로 확보할 수 있음은 물론이고 동시에 내열능력을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
보호함체 10
기기수용부 20
도어부 30
냉각부 40 열전소자 41
내부 방열판 50 외부 방열판 51
냉각팬 60 발열팬 61
실리콘러버 70
내열재 80 (80a,80b,80c,80d,80e,80f)
제어기기(DDC모듈) 100
내화재 보호장치 200

Claims (8)

  1. 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템에 있어서,
    빌딩자동제어시스템은 현장감시 제어기기(DDC모듈) 및 내화재 보호장치를 포함하며,
    내화재 보호장치는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 내부에 수용하는 보호함체와 보호함체 일측면에 설치되어 보호함체 내부를 냉각시키는 냉각부를 포함하고,
    상기 보호함체는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 수용하는 공간을 가지는 기기수용부; 및 상기 기기수용부의 일 측면에 위치하여 상기 기기수용부를 개폐하는 도어부를 포함하며;
    상기 기기수용부와 상기 도어부 내측에는 외부의 열이 상기 기기수용부 내부의 현장감시 제어기기(DDC모듈)로 전달되는 것을 방지하기 위한 내열재가 적층되는 것을 특징으로 하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내열재로는 암면이 적층되고 두께는 10mm 내지 50mm 인 것을 특징으로 하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내열재로는 세라믹파이버가 적층되고 두께는 10mm 내지 30mm 인 것을 특징으로 하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내열재로는 세라믹파이버, 암면 또는 실리콘러버 중 두 개 이상이 적층되는 것을 특징으로 하는, 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 내열재와 상기 보호함체 사이에 실리콘러버가 더 적층되는 것을 특징으로 하는, 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 기기수용부의 내부를 냉각시키기 위한 열전소자와;
    상기 열전소자의 일측면에 설치된 내부 방열판과;
    상기 열전소자의 타측면에 설치되는 외부 방열판과;
    상기 기기수용부의 내부의 공기를 강제순환시켜 내부온도를 일정하게 유지시키기 위한 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각부는 보호함체 일측면에 형성되는 삽입홀에 설치되되 냉각부와 보호함체 사이에는 내열재의 패킹이 개재되는 것을 특징으로 하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)을 보호하는 내화재 보호장치를 구비한 빌딩자동제어시스템.
  8. 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 화재로부터 보호하는 내화재 보호장치를 포함하며,
    내화재 보호장치는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 내부에 수용하는 보호함체와 보호함체 일측면에 설치되어 보호함체 내부를 냉각시키는 냉각부를 포함하고,
    상기 보호함체는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 수용하는 공간을 가지는 기기수용부; 및 상기 기기수용부의 일 측면에 위치하여 상기 기기수용부를 개폐하는 도어부를 포함하며;
    상기 기기수용부와 상기 도어부 내측에는 외부의 열이 상기 기기수용부 내부의 현장감시 제어기기(DDC모듈)로 전달되는 것을 방지하기 위한 내열재가 적층되는 것을 특징으로 하는 현장감시 제어기기(DDC모듈)를 화재로부터 보호하는 내화재 보호장치.
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