KR102076154B1 - 난방배관 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공급자로부터 공급되는 난방수가 열교환기를 통해 사용자측으로 공급되는 제1 공급관 및 상기 사용자 측에서 사용된 난방수가 열교환기로 유입되는 제1 회수관을 구비하는 난방배관, 상기 제1 회수관과 연결되어 상기 제1 회수관을 흐르는 난방수의 상태를 감지하는 모니터링부, 상기 모니터링부의 감지정보를 이용하여 회수되는 난방수의 상태를 판단하는 판단부 및 상기 판단부의 판단정보에 기초하여 난방수의 상태를 개선하기 위해 상기 제1 공급관으로 수처리제를 주입하는 약품주입부를 포함하는 난방배관 관리 시스템을 제공한다.

Description

난방배관 관리 시스템{Heating piping management system}

실시예는 난방배관 관리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 난방배관의 수질의 모니터링을 통해 배관의 수처리제의 농도를 일정 수준으로 유지되게 수처리제를 자동으로 주입하고, 수처리제의 감소속도를 이용하여 배관의 이상여부를 판단하는 난방배관 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 지역난방시설은 공급자로부터 공급되는 열원이 열교환기를 통해 사용자측으로 공급되며, 사용자측은 공급되는 열원을 이용하여 난방과 급탕을 수행하고 있다.

그런데, 시간이 경과함에 따라 사용자측 설비의 노후화가 발생하게 된다. 사용자 설비의 노후화는 난방배관의 부식으로 인한 파손, 두께감소 및 내부 스케일 퇴적에 따른 에너지 전달효율 등으로 인해 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 난방배관이 재질을 스테인리스강이나 동관 등의, 고내식 재료를 적용하는 사례가 증가하고 있으나, 종래에 건축된 공동주택(사용자측 시설) 대부분 탄소강관을 적용하여 노후화로 인한 문제가 나타나고 있다.

난방배관의 노후화에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 난방수의 수질이며, 배관의 노후화를 최소화하기 위해 수처리제 주입을 통한 수질관리를 진행하는 사용자가 증가하고 있다.

그러나, 사용자측의 관리자의 인식 부족 및 관리자의 잦은 교체로 인하여 정상적으로 수처리제 주입에 따른 수질관리가 수행되지 않는 문제가 있다.

실시예는 사용자의 난방배관의 안정적인 운영과 수멱을 증대하는 것을 목적으로 한다.

또한, 사용자 설비를 이동하는 난방수를 실시간으로 모니터링 하고 최적화된 난방수의 수질상태를 유지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는, 공급자로부터 공급되는 난방수가 열교환기를 통해 사용자측으로 공급되는 제1 공급관 및 상기 사용자 측에서 사용된 난방수가 열교환기로 유입되는 제1 회수관을 구비하는 난방배관; 상기 제1 회수관과 연결되어 상기 제1 회수관을 흐르는 난방수의 상태를 감지하는 모니터링부; 상기 모니터링부의 감지정보를 이용하여 회수되는 난방수의 상태를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단정보에 기초하여 난방수의 상태를 개선하기 위해 상기 제1 공급관으로 수처리제를 주입하는 약품주입부;를 포함하는 난방배관 관리 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 모니터링부는 상기 제1 회수관을 흐르는 난방수의 PH, 전도도, 수처리약품, 온도 및 DO 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 약품주입부는 상기 모니터링부에서 감지된 감지정보가 기설정된 기준을 만족시키지 못하는 경우, 기준을 충족시키기 위해 상기 제1 공급관으로 PH조절제, 수처리약품, 미생물 억제제 및 용존 산소제거제를 선택적으로 투입하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수처리약품은 아질산이온이 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 모니터링부에서 감지되는 감지정보를 저장하는 데이터저장부;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 판단부는 상기 데이터저장부에 저장된 정보를 이용하여 상기 수처리약품의 소모 속도에 기초하여 배관의 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 판단부는 상기 데이터저장부에 저장된 수처리약품의 기설정된 농도까지 감소시간이 상기 수처리약품의 기설정된 농도까지 평균감소시간 대비 20~30%의 감소시간이 단축된 경우 상기 난방배관의 이상이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 판단부에서 상기 난방배관에 이상이 생긴 것으로 판단되는 경우 이를 관리자에게 알리는 알림부;를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 사용자 난방배관의 수명증대를 통해 안정적으로 열공급을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 난방배관의 수명증대를 통한 사회경제적 비용을 절감할 수 있으며, 사용자 편의성 증대를 통해 고객만족도를 증대할 수 있다.

또한, 사용자 설비의 수질관리를 통해 에너지 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난방배관 관리 시스템의 구조도이고,
도 2는 도 1의 판단부에서 배관이상을 판단하는 기준으로 나타내는 표이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 2는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난방배관 관리 시스템의 구조도이고, 도 2는 도 1의 판단부에서 배관이상을 판단하는 기준으로 나타내는 표이다.

본 발명의 실시예에 따른 난방배관 관리 시스템은 난방배관, 모니터링부(100), 판단부(200), 약품주입부(300), 데이터저장부(400) 및 알림부(500)를 포함할 수 있다.

난방배관은 공급자(10)로부터 공급되는 난방수가 열교환기(20)를 통해 사용자(30)측으로 공급되는 제1 공급관(40) 및 상기 사용자(30) 측에서 사용된 난방수가 열교환기(20)로 유입되는 제1 회수관(50)을 구비할 수 있다.

난방배관은 지역난방에 사용되는 배관 중 공급자(10)로부터 공급되는 열원을 사용자(30)측으로 전달하는 배관을 의미한다.

일반적으로 지역난방은 공급자(10)가 기설정된 온도의 열원(난방수)를 사용자(30)측으로 공급한다. 공급자(10)측은 열원의 소모없이 순환구조를 구비하며, 열교환기(20)측으로 열원을 공급하는 열원공급관과 열교환기(20)를 거쳐 공급자(10)측으로 회수되는 열원회수관을 구비할 수 있다.

열교환기(20)는 공급자(10)로부터 공급되는 난방수의 열을 사용자(30)측으로 공급하게 된다. 열교환기(20)의 구조나 종류에는 제한이 없으며, 다양한 구조 및 종류의 열교환기(20)로 변형실시될 수 있다.

사용자(30)는 열교환기(20)를 통해 열교환된 난방수가 공급되는 제1 공급관(40)과 제1 회수관(50)을 통해 난방수가 순환되며, 사용자(30)는 공급되는 난방수를 이용하여 난방 또는 급탕을 수행할 수 있다.

모니터링부(100)는 회수관과 연결되어 회수관을 흐르는 난방수의 상태를 감지할 수 있다. 난방배관의 노후화에 가장 큰 영향을 미치는 것은 난방수의 수질이다. 본 발명에서는 난방수의 순환이 끝나는 회수관에서 난방수의 수질을 측정하여 배관을 이동하는 난방수의 수질을 측정할 수 있으며, 이를 통해 배관의 상태를 진단할 수 있다.

모니터링부(100)는 제1 회수관(50)을 흐르는 난방수의 PH, 전도도, 수처리약품, 온도 및 DO(용존산소, Dissolved Oxygen) 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 일실시예로 수처리약품으로 아질산이온(NO₂ ^-)이 사용될 수 있다.

모니터링부(100)는 난방배관의 노후화에 영향을 미치는 난방수의 다양한 요소들을 측정할 수 있다. 일실시예로, 모니터일부는 난방수의 PH, 전도도, 수처리약품, 온도 및 DO 전체를 측정할 수 있다.

모니터링부(100)에는 회수펌프가 배관과 연결되어 제1 회수관(50)을 흐르는 난방수를 공급받을 수 있으며, 각각의 요소들을 측정하기 위한 측정센서를 구비할 수 있다.

판단부(200)는 모니터링부(100)로부터 감지되는 정보를 이용하여 난방배관을 흐르는 난방수의 상태를 판단할 수 있다.

판단부(200)는 모니터링부(100)로부터 감지되는 정보와 기설정된 농도를 비교하여 약품주입부(300)를 통해 난방수에 주입될 약품의 양을 결정할 수 있다.

각각의 약품의 농도는 설정농도와 한계농도로 구분될 수 있다.

설정농도는 약품의 주입을 통해 도달해햐하는 농도로 모니터링부(100)를 통해 감지되는 농도정보를 이용하여 약품주입량을 결정하게된다.

한계농도는 난방수의 상태를 유지하기 위해 약품주입부(300)를 통해 약품주입시점을 결정하는 농도에 해당한다.

일실시예로, 수처리제인 아질산이온의 농도의 경우, 설정농도가 1000ppm, 한계농도가 500ppm으로 설정될 수 있다. 이 경우 모니터링부(100)를 통해 난방수의 농도가 한계농도 500ppm 이하로 떨어지는 경우 아질산이온을 주입을 결정할 수 있으며, 주입되는 양을 조절하여 난방수의 아질산이온의 농도가 1000ppm에 도달하도록 할 수 있다.

약품주입부(300)는 판단부(200)의 판단정보에 기초하여 난방수의 상태를 개선하기 위해 제1 공급관(40)으로 수처리제를 주입할 수 있다.

약품주입부(300)는 모니터링부(100)에서 감지된 감지정보가 기설정된 기준을 만족시키지 못하는 경우, 기준을 충족시키기 위해 상기 제1 공급관(40)으로 PH조절제, 수처리약품, 미생물 억제제 및 용존 산소제거제를 선택적으로 투입할 수 있다.

표 1은 난방수의 수질관리 기준을 나타내는 표이다.

수질기준항목
pH	염소이온[mg/L]	아질산이온[ppm]	미생물[CFU]
8~12	150이하	500이상	150이하

약품주입부(300)는 표 1의 수질관리기준을 만족하기 위해 모니터링부(100)로 감지되는 정보에 기초하여 약품을 주입하게 된다. 일실시예로, 시간이 지남에 따라 소모되는 아질산이온의 경우 설정농도(1000ppm)에 도달하도록 아질산이온을 주입하게 된다.데이터저장부(400)는 모니터링부(100)에서 감지되는 감지정보를 저장할 수 있다. 판단부(200)는 지역난방에서 복수의 열교환기(20)를 통해 순환되는 순환수의 상태를 판단하게 된다. 일실시예로, 판단부(200)가 복수의 열교환기(20)의 난방수를 판단하는 경우 1시간 간격으로 각 열교환기(20)를 통과하는 난방수의 상태를 판단할 수 있으며, 난방수의 상태정보는 데이터저장부(400)에 시간별로 저장될 수 있다.

이때 판단부(200)는 데이터저장부(400)에 저장된 정보를 이용하여, 수처리약품의 소모 속도에 기초하여 배관의 이상 유무를 판단할 수 있다.

데이터저장부(400)에 저장된 수처리약품의 기설정된 농도까지 감소시간이 수처리약품의 기설정된 농도까지 평균 감소시간 대비 20~30%의 감소시간이 단축된 경우 난방배관에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

도 2를 참조하면, 수처리약품을 주입하여 목표로 하는 수처리약품의 농도를 설정농도로 하고, 난방수의 수처리약품의 농도를 감지하여 수처리약품의 농도의 주입시점을 판단하는 농도를 한계농도로 설정할 수 있다.

일실시예로, 수처리약품으로 아질산이온이 사용되는 경우, 설정농도르 1000ppm이 한계농도로 500ppm이 설정될 수 있다.

이때, 데이터저장부(400)에서는 아질산이온이 1000ppm에서 500ppm으로 감소하는 속도를 설정하게 된다. 이 경우, 아질산이온의 평균감소시간(f1)이 설정될 수 있으며, 이는 반복적으로 배관에서 소모되는 아질산이온의 평균감소시간이 사용될 수 있다.

판단부(200)는 난방수의 수질유지를 위해 아질산이온의 주입을 결정함과 동시에 난방수의 아질산이온의 소모속도(f2)를 판단하여 배관의 이상유무까지 판단할 수 있다.

판단부(200)는 아질산이온의 평균소모시간(t2)과 현재 측정된 난방수의 감소시간(t1)을 비교하여, 감소시간이 평균감소시간(t2)대비 20~30% 정도 감소한 것으로 판단되는 경우 난방배관에 이상이 생긴것으로 판단할 수 있다.

알림부(500)는 판단부(200)를 통해 난방배관에 이상이 생긴것으로 판단되는 경우, 이를 관리자에게 알릴 수 있다. 알림부(500)를 통해 알리는 방법은 제한이 없으며, 시각 또는 청각을 이용하는 다양한 방법으로 관리자에게 알릴 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 공급자
20 : 열교환기
30 : 사용자
40 : 제1 공급관
50 : 제1 회수관
100 : 모니터링부
200 : 판단부
300 : 약품주입부
400 : 데이터저장부
500 : 알림부

Claims (8)

1. 공급자로부터 공급되는 난방수가 열교환기를 통해 사용자측으로 공급되는 제1 공급관 및 상기 사용자 측에서 사용된 난방수가 열교환기로 유입되는 제1 회수관을 구비하는 난방배관;
   상기 제1 회수관과 연결되어 상기 제1 회수관을 흐르는 난방수의 상태를 감지하는 모니터링부;
   상기 모니터링부에서 감지되는 감지정보를 저장하는 데이터저장부;
   상기 모니터링부의 감지정보를 이용하여 회수되는 난방수의 상태를 판단하는 판단부; 및
   상기 판단부의 판단정보에 기초하여 난방수의 상태를 개선하기 위해 상기 제1 공급관으로 수처리제를 주입하는 약품주입부;
   를 포함하며,
   상기 모니터링부는 상기 제1 회수관을 흐르는 난방수의 PH, 전도도, 수처리약품, 온도 및 DO 중 적어도 하나를 측정하고,
   상기 약품주입부는 상기 모니터링부에서 감지된 감지정보가 기설정된 기준을 만족시키지 못하는 경우, 기준을 충족시키기 위해 상기 제1 공급관으로 PH조절제, 수처리약품, 미생물 억제제 및 용존 산소제거제를 선택적으로 투입하되,
   상기 판단부는 상기 데이터저장부에 저장된 정보를 이용하여 상기 수처리약품의 소모 속도에 기초하여 배관의 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 난방배관 관리 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 수처리약품은 아질산이온이 사용되는 것을 특징으로 하는 난방배관 관리 시스템.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1 항에 있어서,
   상기 판단부는 상기 데이터저장부에 저장된 수처리약품의 기설정된 농도까지 감소시간이 상기 수처리약품의 기설정된 농도까지 평균감소시간 대비 20~30%의 감소시간이 단축된 경우 상기 난방배관의 이상이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 난방배관 관리 시스템.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 판단부에서 상기 난방배관에 이상이 생긴 것으로 판단되는 경우 이를 관리자에게 알리는 알림부;
   를 더 포함하는 난방배관 관리 시스템.

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