KR102109022B1 - dual heating system for anti-freezing of fire water pipe in tunnel - Google Patents

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이완수
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(주)진성이티에스
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Abstract

An embodiment of the present invention provides a dual heating system for preventing a fire water pipe in a tunnel from freezing and bursting, which classifies a heating cable of a main pipe and a heating cable of a branch pipe from the fire water pipe within the tunnel to supply heating power, thereby reducing power consumption and completely preventing the fire water pipe from freezing and bursting. The dual heating system for preventing a fire water pipe in a tunnel from freezing and bursting according to an embodiment of the present invention comprises: a power control panel controlling the heating power; a three-phase heating cable extracted from the power control panel to be installed on the outer circumference surface along the main pipe arranged in the longitudinal direction of the tunnel; a power supply wire extracted from the power control panel to be laid in parallel with the main pipe; a wire tray installed in parallel with the main pipe and having the power supply wire accommodated therein; a single phase heating cable installed in the branch pipe branching off from the main pipe, and branching off from the power supply wire to receive the heating power; and first and second temperature sensors arranged on one side of the main pipe and one side of the branch pipe at an exist side or an entrance side of the tunnel to obtain first temperature information and second temperature information, wherein the power control panel adjusts the output of the heating power supplied to the three-phase heating cable and the single phase heating cable according to the first and second temperature information.

Description

터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템{dual heating system for anti-freezing of fire water pipe in tunnel}Dual heating system for anti-freezing of fire water pipe in tunnel

본 발명은 터널 내 소화수 배관의 동파방지를 위한 동파방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a freeze protection device for freeze protection of the water pipe in the tunnel.

터널은 출입구까지의 길이가 수 Km에 이르는 것이 일반적이고, 터널 내 사고 등에 대비하여 소화수용 배관이 터널 내부까지 이어지도록 시공된다. 특히 터널의 소화수 배관 및 소화전은 터널의 길이가 다른 공장이나 건물과 다르게 길고 화재 시에 빠른 화재 진화가 필요하므로 습식으로 시공되는 특수성이 있다.Tunnels generally have a length of up to a few kilometers to the entrance, and in preparation for an accident in the tunnel, the pipe for fire extinguishing water is constructed to extend into the tunnel. In particular, the fire hydrant piping and fire hydrants in the tunnel have a special characteristic of being constructed wet because the tunnel length is different from other factories or buildings and rapid fire extinguishing is required in case of fire.

겨울철 소화수용 배관이 동파되는 경우 수리 및 보수에 큰 비용이 소요되므로 동파를 예방하기 위해 히팅 시스템이 시공된다. 종래 터널 소화수용 배관의 히팅 시스템은 터널의 구조 특성을 반영하지 않은 채, 3상용 히팅 케이블이 터널 내부의 배관을 따라 끊김 없이 부착시공되고 분기 배관의 소화전마다 동일한 3상용 히팅 케이블이 우회하여 상하 2 라인으로 배치되고 다시 또 주 배관으로 이어지며 시공되고 있다.When the pipe for fire extinguishing water freezes during the winter, it is expensive to repair and repair, so a heating system is installed to prevent freezing. In the conventional tunnel fire extinguishing water piping heating system, without reflecting the structural characteristics of the tunnel, the three-phase heating cable is continuously installed along the piping inside the tunnel, and the same three-phase heating cable for each hydrant of the branch piping bypasses the top and bottom 2 It is laid out in line, and again, it is connected to the main pipe and is being constructed.

종래 터널 소화수용 배관의 히팅 시스템에 따르면 주 배관에 부착된 3상용 히팅 케이블은 계속해서 분기배관으로 이어지고 다시 동일한 분기배관을 따라 내려와야 하므로 비교적 굵은 3상용 히팅 케이블을 굴곡시켜서 분기배관 말단에서 이동방향을 바꿔야 하는 등의 불편함이 있었고, 결국 분기배관에 2 라인이 설치되므로 과발열 또는 케이블의 중첩에 의한 화재의 위험성 또한 도사리고 있었다. 더군다나 굵기가 굵은 3상용 히팅 케이블이 굴곡을 하더라도 분기배관 말단에 효과적으로 장착되지 못하는 문제점도 있었다. 이로 인해 열에너지 손실이 따름에도 분기배관의 말단 소화전의 동파가 빈번한 문제가 있었다.According to the heating system of the conventional tunnel fire extinguishing water pipe, the three-phase heating cable attached to the main pipe continues to be connected to the branch pipe and must descend along the same branch pipe again, so the relatively thick three-phase heating cable is bent to move from the end of the branch pipe. There were inconveniences such as having to change, and the risk of fire due to overheating or cable overlap was also impaired since 2 lines were installed in the branch pipe. Moreover, even if the thick three-phase heating cable was bent, there was a problem that it could not be effectively mounted at the end of the branch pipe. Due to this, there was a frequent problem of freezing of the end hydrant of the branch pipe even though the heat energy was lost.

따라서 전술한 문제점과 불편함을 제거하기 위해 터널 소화수 배관의 동파방지를 위한 새로운 형태의 히팅 시스템의 필요성이 있었다.Therefore, there is a need for a new type of heating system to prevent freezing of the tunnel fire extinguishing water pipe in order to remove the above-mentioned problems and inconveniences.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 기하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 터널 내 소화수 배관 중 주 배관의 히팅 케이블과 분기 배관의 히팅 케이블을 구분하여 히팅 전력을 공급함으로써 전력 소비를 줄이고 분기 배관에서의 히팅케이블의 과발열 문제를 제거함과 동시에 동파를 완벽하게 방지할 수 있는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been derived based on the above-mentioned necessity, and the object of the present invention is to reduce power consumption by supplying heating power by dividing the heating cable of the main pipe and the heating cable of the branch pipe among the water pipes in the tunnel. It is to provide a dual heating system to prevent freezing of the piping for fire extinguishing water in a tunnel that can completely prevent the freezing at the same time while eliminating the overheating problem of the heating cable at.

본 발명의 또 다른 목적은, 터널 내 소화수 배관 중 주 배관과 분기 배관에 각기 다른 온도 센서를 배치하여 온도 정보에 따른 출력 조절과 함께 온도 차이에 따른 선택적 출력 상향을 꾀함으로써 효율적인 전력 제어가 가능한 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention, by disposing different temperature sensors in the main and branch pipes of the water pipes in the tunnel, efficient power control is possible by adjusting the output according to the temperature information and increasing the selective output according to the temperature difference. The purpose of the present invention is to provide a dual heating system to prevent freezing of pipes for fire extinguishing water in a tunnel.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 히팅 시스템에 있어서, 히팅 전력을 제어하는 전력 제어 판넬; 전력 제어 판넬로부터 인출되어 터널의 길이 방향으로 배치된 주 배관을 따라 외주면에 설치되는 3상용 히팅 케이블; 전력 제어 판넬로부터 인출되어 주 배관과 나란하게 배선되는 전력 공급용 전선; 주 배관과 나란하게 설치되고 전력 공급용 전선이 수납되는 전선 트레이; 주 배관에서 분기되는 분기 배관에 설치되고 전력 공급용 전선으로터 분기되어 히팅 전력을 공급받는 단상용 히팅 케이블; 및 터널의 출구 또는 입구 쪽에 위치하는 주 배관의 일 측과 분기 배관의 일 측에 배치되어 제1 온도 정보와 제2 온도 정보를 획득하는 제1, 2 온도 센서를 포함하되, 전력 제어 판넬은 제1, 2 온도 정보에 따라 3상용 히팅 케이블과 단상용 히팅 케이블에 각 공급되는 히팅 전력의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.The problem to be solved by the present invention is a heating system for preventing freezing of pipes for extinguishing water in a tunnel, comprising: a power control panel for controlling heating power; A three-phase heating cable installed on the outer circumferential surface along the main pipe drawn out from the power control panel and disposed in the longitudinal direction of the tunnel; A power supply wire drawn out from the power control panel and wired in parallel with the main pipe; A wire tray installed parallel to the main piping and receiving electric power supply wires; A single-phase heating cable installed in a branch pipe branched from the main pipe and branched from a power supply wire to receive heating power; And first and second temperature sensors arranged on one side of the main pipe and on one side of the branch pipe positioned at the exit or inlet side of the tunnel to obtain first temperature information and second temperature information. It can be achieved by providing a dual heating system to prevent freezing of pipes for fire extinguishing water in a tunnel, characterized by adjusting the output of heating power supplied to each of the three-phase heating cable and the single-phase heating cable according to the temperature information of 1 and 2 have.

여기서 분기 배관은 말단에 소화전이 배치되고, 단상용 히팅 케이블은 소화전 외주면에 1 라인으로 부착되는 것일 수 있다.Here, the branch pipe is a fire hydrant is disposed at the end, the single-phase heating cable may be attached to the outer peripheral surface of the hydrant in one line.

또한 3상용 히팅 케이블과 단상용 히팅 케이블은 각각 단열재로 커버되고, 제1 온도 센서는 3상용 히팅 케이블을 커버하는 단열재 내측에 배치되고, 제2 온도 센서는 단상용 히팅 케이블을 커버하는 단열재 내측에 배치될 수 있다.In addition, the three-phase heating cable and the single-phase heating cable are each covered with a heat insulating material, the first temperature sensor is disposed inside the heat insulating material covering the three-phase heating cable, and the second temperature sensor is inside the heat insulating material covering the single-phase heating cable. Can be deployed.

한편 제2 온도 센서는 터널의 출구 또는 입구 쪽 첫 번째 소화전에 설치되고, 제1 온도 센서는 제2 온도 센서가 설치되는 분기 배관의 하부 주 배관에 설치될 수 있다. 여기서 첫 번째 소화전은 예시적인 것이며 입구 측 또는 출구 측 소화전을 의미하는 것으로 설계 상 2 개의 소화전이 인접하여 입구 측 또는 출구 측에 배치된다면 둘 중에 어느 하나여도 무방하다. 그리고 분기 배관의 하부라 함은 물리적으로 직 하방만을 의미하는 것이 아니라 첫 번째 소화전에 인접하여 주 배관에 설치된 것도 포함한다.Meanwhile, the second temperature sensor may be installed in the first hydrant at the exit or inlet of the tunnel, and the first temperature sensor may be installed in the lower main pipe of the branch pipe where the second temperature sensor is installed. Here, the first hydrant is exemplary and means an inlet side or an outlet side hydrant. By design, if two hydrants are disposed adjacent to each other, either of the two may be used. In addition, the lower part of the branch pipe does not only mean physically direct downward, but also includes the one installed in the main pipe adjacent to the first hydrant.

전력 제어 판넬은, 제1, 2 온도 정보에 따라 3상용 히팅 케이블과 단상용 히팅 케이블에 독립적으로 히팅 전력의 출력을 조절하되, 제1 온도 정보와 제2 온도 정보의 차이 값이 시간에 따라 커질수록 단상용 히팅 케이블에 공급되는 히팅 전력의 출력을 제1 기준 출력보다 상향시키고, 그리고 차이 값이 시간에 따라 작아질수록 3상용 히팅 케이블에 공급되는 히팅 전력의 출력을 제2 기준 출력보다 상향시키는 것일 수 있다.The power control panel controls the output of the heating power independently to the three-phase heating cable and the single-phase heating cable according to the first and second temperature information, but the difference value between the first temperature information and the second temperature information increases with time. To increase the output of the heating power supplied to the single-phase heating cable from the first reference output, and to increase the output of the heating power supplied to the three-phase heating cable from the second reference output as the difference value decreases with time May be

여기서 제1, 2 기준 출력은 제1, 2 온도 정보에 따른 선형 값이고, 제1 기준 출력보다 상향되는 히팅 전력 출력의 상향률은 1 ~ 10 %이고, 제2 기준 출력보다 상향되는 히팅 전력 출력의 상향률은 1 ~ 10 %인 것일 수 있다.Here, the first and second reference outputs are linear values according to the first and second temperature information, and the upward rate of the heating power output higher than the first reference output is 1 to 10%, and the heating power output higher than the second reference output The upward rate of may be 1 to 10%.

한편 단상용 히팅 케이블은 복수의 분기배관과 각 분기배관 말단에 위치하는 소화전에 대응하여 복수로 설치하되, 터널의 중심에서 외측으로 갈수록 고전력 히팅 케이블을 설치하는 것일 수 있다.On the other hand, a single-phase heating cable may be installed in plurality in response to a plurality of branch pipes and a hydrant located at the end of each branch pipe, but may be to install a high-power heating cable toward the outside from the center of the tunnel.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 터널 내 소화수 배관 중 주 배관의 히팅 케이블과 분기 배관의 히팅 케이블을 구분하여 히팅 전력을 공급함으로써 전력 소비를 줄이고 동파를 완벽하게 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention as described above, it is possible to reduce power consumption and completely prevent freezing by supplying heating power by dividing the heating cable of the main pipe and the heating cable of the branch pipe among the water pipes in the tunnel. There is.

그리고 터널 내 소화수 배관 중 각기 다른 주 배관과 분기 배관에 온도 센서를 배치하여 온도 정보에 따른 출력 조절과 함께 온도 차이에 따른 선택적 출력 상향을 꾀함으로써 효율적인 전력 제어가 가능한 효과가 있다.In addition, efficient power control is possible by arranging temperature sensors in different main pipes and branch pipes among the pipes of fire extinguishing water in the tunnel to adjust the output according to the temperature information and to selectively increase the output according to the temperature difference.

도 1은 본 발명인 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템의 일 실시예가 터널에 적용된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명인 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템의 일 실시예 구성 중 전력 제어 판넬의 회로도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명인 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템의 일 실시예 구성 중 전력 제어 판넬이 각 히팅 케이블에 공급하는 히팅 전력의 출력을 기준 출력 대비하여 그래프로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명인 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템의 일 실시예에서 제1, 2 온도 정보의 차이 값 변화를 그래프로 나타낸 도면이다.1 is a view showing a state in which an embodiment of the dual heating system for preventing freezing of pipes for fire extinguishing water in a tunnel according to the present invention is applied to a tunnel.
2 is a view showing a circuit diagram of a power control panel in the configuration of an embodiment of the dual heating system for preventing freezing of the piping for fire hydrant in the tunnel according to the present invention
FIG. 3 is a graph showing the output of heating power supplied by the power control panel to each heating cable in a graph compared to a reference output during configuration of an embodiment of a dual heating system for preventing freezing of pipes for fire extinguishing water in a tunnel according to the present invention.
4 is a graph showing a change in the difference value of the first and second temperature information in an embodiment of the dual heating system for preventing freezing of the pipe for fire extinguishing water in the tunnel according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템의 실시 예들을 설명한다. 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 아울러 복수의 동일 구성들에 대해 편의상 동일한 도면 부호를 부여하였음을 밝혀둔다.Hereinafter, embodiments of the dual heating system for preventing freezing of the pipe for fire extinguishing water in a tunnel according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the process of explaining the dual heating system for preventing freezing of the pipe for fire extinguishing water in the tunnel, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be made based on the contents throughout the specification. In addition, it is revealed that the same reference numerals are assigned to a plurality of identical components for convenience.

도 1은 본 발명인 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템(이하 '듀얼 히팅 시스템'이라 칭함)의 일 실시예가 터널에 적용된 상태를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하여 본 실시예에 대하여 상술한다. 본 실시예인 듀얼 히팅 시스템은, 히팅 전력을 제어하는 전력 제어 판넬(10)과, 전력 제어 판넬(10)로부터 인출되어 터널의 길이 방향으로 배치된 주 배관(50)을 따라 외주면에 설치되는 3상용 히팅 케이블(20)과, 전력 제어 판넬(10)로부터 인출되어 주 배관(50)과 나란하게 배선되는 전력 공급용 전선(32)과, 주 배관(50)에서 분기되는 분기 배관(60)에 설치되고 전력 공급용 전선(32)으로터 분기되어 히팅 전력을 공급받는 단상용 히팅 케이블(30) 및 제1, 2 온도 센서(40, 42)를 포함하여 구성된다. 아울러 본 실시예는 주 배관(50)과 나란하게 설치되면서 단상용 히팅 케이블(30)에 전력을 전달하는 전력 공급용 전선(32)이 수납되는 전선 트레이(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다.1 is a view showing a state in which an embodiment of a dual heating system (hereinafter referred to as a 'dual heating system') for preventing freezing of pipes for fire extinguishing water in a tunnel according to the present invention is applied to a tunnel. This embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1. The dual heating system according to the present embodiment is for a three-phase electric power control panel 10 for controlling heating power and installed on the outer circumferential surface along the main pipe 50 drawn from the power control panel 10 and disposed in the longitudinal direction of the tunnel. It is installed in the heating cable 20, the electric power supply panel 32 drawn out from the power control panel 10, and wired in parallel with the main pipe 50, and the branch pipe 60 branched from the main pipe 50 It is configured to include a single-phase heating cable 30 and first and second temperature sensors 40 and 42 that are branched from the electric power supply wire 32 and supplied with heating power. In addition, the present embodiment may further include a wire tray (not shown) in which the electric wire 32 for supplying electric power for transmitting electric power to the single-phase heating cable 30 is accommodated while being installed in parallel with the main pipe 50.

본 실시예인 듀얼 히팅 시스템은, 주 배관(50)의 외주면을 따라 독립적으로 3상용 히팅 케이블(20)을 부착 설치함으로써 기존 분기 배관(60)의 동파 방지를 위해 상하로 왕복 2 라인으로 인한 화재의 위험을 제거할 수 있다. 별도로 분기 배관(60)에는 단상용 히팅 케이블(30)이 1 라인으로 설치되도록 구성함으로써 3상용 히팅 케이블(20)이 그 두께 때문에 분기 배관(60) 및 소화전(62) 등에 효과적으로 부착될 수 없었던 문제점을 극복하고, 비교적 얇은 두께의 단상용 히팅 케이블(30)이 분기 배관(60)과 소화전(62)을 밀착하여 커버할 수 있도록 구성된다. The dual heating system of this embodiment, by independently installing and installing the three-phase heating cable 20 along the outer circumferential surface of the main pipe 50, prevents the fire caused by two lines going up and down to prevent freezing of the existing branch pipe 60. Risk can be eliminated. Separately, the branch pipe 60 is configured such that the single-phase heating cable 30 is installed in one line, so that the three-phase heating cable 20 cannot be effectively attached to the branch pipe 60 and the fire hydrant 62 due to its thickness. Overcoming, the relatively thin thickness of the single-phase heating cable 30 is configured to cover the branch pipe 60 and the fire hydrant 62 in close contact.

이는 터널의 길이가 길고 일 방향으로 히팅 케이블이 끊김없이 공급되어야 하는 데서 문제가 발생하였던 것이므로 주 배관(50)과 분기 배관(60) 및 그 말단의 소화전(62)을 독립적으로 히팅할 수 있도록 한 것이다. 전력 제어 판넬(10)에서 공급되는 히팅 전력은 도 2에서와 같이 분기 회로를 구성함으로써 동일한 전력 제어 판넬(10)에서 제어 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.This was because the length of the tunnel was long and the heating cable in one direction had to be continuously supplied, so that the main piping 50 and the branch piping 60 and the fire hydrant 62 at the end thereof could be independently heated. will be. The heating power supplied from the power control panel 10 is preferably configured to be controllable in the same power control panel 10 by configuring a branch circuit as shown in FIG. 2.

아울러 도 2를 참조하면, 본 실시예는 주 배관(50)이 상행선 및 하행선의 터널에 각각 가는 방향과 오는 방향으로 3상용 열선 또는 히팅 케이블이 각 시공되고 분기배관용 단상 열선 또는 단상 히팅 케이블이 분기되어 전원 공급을 받을 수 있도록 설계될 수 있다.In addition, referring to FIG. 2, in the present embodiment, the main pipe 50 is installed in the direction of coming and going to the tunnels of the ascending and descending lines, respectively, and three-phase heating wires or heating cables are respectively installed and single-phase heating wires or single-phase heating cables for branch pipe It can be designed to branch and receive power.

분기 배관(60)은 말단에 소화전(62)이 배치되고, 단상용 히팅 케이블(30)은 분기 배관(60)을 따라 동파가 빈번한 소화전(62)까지 그 외주면에 1 라인으로 부착된다. 여기서 단상용 히팅 케이블(30)에 히팅 전력을 공급하기 위해 전력 공급용 전선(32)이 주 배관(50)을 따라 나란하게 배선될 수 있다. 전력 공급용 전선(32)은 3상3선식 전선을 이용하되 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 단상용 히팅 케이블(30, HEATING 1~6)이 3상용 전선의 R, S, T, N에 균등하게 접속하여 히팅 전력을 배분하는 것이 바람직하다.The branch pipe 60 is provided with a fire hydrant 62 at its end, and the single-phase heating cable 30 is attached to the outer circumferential surface along the branch pipe 60 to the fire hydrant 62, which is frequently frozen in one line. Here, in order to supply heating power to the single-phase heating cable 30, the electric power supply wire 32 may be wired side by side along the main pipe 50. As the power supply wire 32, a three-phase three-wire wire is used, but as shown in FIG. 2, a plurality of single-phase heating cables 30, HEATING 1 to 6, R, S, T, and N of a three-phase electric wire It is desirable to distribute the heating power by evenly connecting the wires.

제1, 2 온도 센서(40, 42)는 터널의 출구 또는 입구 쪽에 위치하는 주 배관(50)의 일 측과 분기 배관(60)의 일 측에 각 배치되어 제1 온도 정보와 제2 온도 정보를 획득하는 역할을 한다. 다양한 종류의 온도 센서가 이용될 수 있지만 본 실시예서는 RTD PT100 Ω가 이용되었으며, 신호 증폭 및 RS485 통신을 위한 센서 박스가 더 구비될 수 있다. 또한 3상용 히팅 케이블(20)과 단상용 히팅 케이블(30)은 각각 단열재로 커버되고, 제1 온도 센서(40)는 3상용 히팅 케이블(20)을 커버하는 단열재 내측에 배치되고, 제2 온도 센서(42)는 단상용 히팅 케이블(30)을 커버하는 단열재 내측에 배치될 수 있다.The first and second temperature sensors 40 and 42 are disposed on one side of the main pipe 50 and one side of the branch pipe 60 positioned at the exit or inlet side of the tunnel, respectively, to provide first temperature information and second temperature information. It serves to acquire. Various types of temperature sensors may be used, but in this embodiment, RTD PT100 Ω was used, and a sensor box for signal amplification and RS485 communication may be further provided. In addition, the three-phase heating cable 20 and the single-phase heating cable 30 are each covered with a heat insulating material, the first temperature sensor 40 is disposed inside the heat insulating material covering the three-phase heating cable 20, the second temperature The sensor 42 may be disposed inside the heat insulating material covering the single-phase heating cable 30.

전력 제어 판넬(10)은 제1, 2 온도 정보에 따라 3상용 히팅 케이블(20)과 단상용 히팅 케이블(30)에 각 공급되는 히팅 전력의 출력을 독립적으로 조절할 수 있으며, 여러 단계를 나누거나 온오프(on/off)로 하여 출력을 조절할 수 있다.The power control panel 10 can independently control the output of the heating power supplied to each of the three-phase heating cable 20 and the single-phase heating cable 30 according to the first and second temperature information, and may divide several steps or The output can be adjusted by turning it on / off.

주 배관(50)은 터널 도로 바닥보다 하부에 위치하여 보온 효과가 있는 반면, 분기 배관(60)과 소화전(62)은 도로 상부로 노출될 수밖에 없다. 따라서 주 배관(50)과 분기 배관(60) 및 소화전(62)이 동일 위치에 있더라도 온도 차이가 나타날 수 있다. 즉 제1 온도 센서(40)보다 제2 온도 센서(42)에서 측정되는 외기 온도가 더 낮게 측정된다. 다만 본 실시예에서는 온도 센서(40, 42)가 보온재 또는 단열재와 배관 사이에 배치되므로 이 경우 외기 온도와 달리 배관 표면 온도를 측청하는 방식으로 구성되므로 제1,2 온도 정보는 영하로 내려가기 전에 히팅 케이블의 작동으로 온도가 유지될 수 있다.The main pipe 50 is located below the tunnel road floor and has a warming effect, whereas the branch pipe 60 and the fire hydrant 62 are forced to be exposed to the top of the road. Therefore, even if the main pipe 50 and the branch pipe 60 and the hydrant 62 are in the same position, a temperature difference may appear. That is, the outside temperature measured by the second temperature sensor 42 is lower than that of the first temperature sensor 40. However, in the present embodiment, since the temperature sensors 40 and 42 are disposed between the heat insulating material or the heat insulating material and the pipe, in this case, the temperature of the pipe is different from the outside temperature, so the first and second temperature information is lowered to below zero. The temperature can be maintained by the operation of the heating cable.

독립적으로 출력을 조절하는 전력 제어 판넬(10)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 수신되는 제1, 2 온도 정보에 대응하여 선형적으로 가변되는 기준 출력(P1, P2)으로 히팅 전력을 제어한다. 그러나 선형적으로 가변되는 기준 출력은 급격한 온도 변화에 즉각적으로 대응할 수 없는 문제가 있으며, 이를 보완하기 위해 제1, 2 온도 정보의 차이 값을 고려하여 추가적인 히팅 전력의 출력 향상을 도모할 필요가 있다. In the power control panel 10 that independently adjusts the output, as shown in FIG. 3, the heating power is controlled by the reference outputs P1 and P2 that are linearly varied in response to the received first and second temperature information. do. However, there is a problem in that the linearly variable reference output cannot immediately respond to a rapid change in temperature, and in order to compensate for this, it is necessary to improve the output of additional heating power by considering the difference values of the first and second temperature information. .

따라서 도 4에 도시된 바와 같이, 시간(Δt)에 따른 제1, 2 온도 정보의 차이값(절대 값)이 양의 값(양의 기울기)을 갖는 경우 단상용 히팅 케이블에 히팅 전력이 상향 공급되고, 이는 주 배관(50)보다 분기 배관(60) 및 소화전(62)이 추위에 더 열악한 조건에 있으므로 추가적인 히팅 전력의 출력 향상을 꾀하여 동파를 방지할 수 있다. 이러한 출력의 상향 공급은 1 ~ 10 % 이내의 추가적인 상향 출력이 바람직하며, 시간(Δt)에 따른 제1, 2 온도 정보의 차이값이 음의 값(음의 기울기)을 가지는 경우에는 비교적 열용량이 높은 주 배관(50)의 히팅 전력을 상향 출력함으로써 제1, 2 온도 정보의 차이값을 더 줄이도록 할 수 있다. 이러한 상향 출력으로 3상용 및 단상용 히팅 케이블 전체에 소비되는 히팅 전력을 최소화할 수 있다. Therefore, as illustrated in FIG. 4, when the difference value (absolute value) of the first and second temperature information according to the time Δt has a positive value (positive slope), heating power is supplied upward to the single-phase heating cable. This is because the branch pipe 60 and the fire hydrant 62 are in poorer conditions in the cold than the main pipe 50, so it is possible to prevent the freezing by trying to improve the output of the additional heating power. The upward supply of such an output is preferably an additional upward output within 1 to 10%, and when the difference value of the first and second temperature information according to time (Δt) has a negative value (negative slope), the relative heat capacity is relatively high. By outputting the heating power of the high main pipe 50 upward, it is possible to further reduce the difference between the first and second temperature information. With this upward output, it is possible to minimize the heating power consumed by the entire 3-phase and single-phase heating cables.

구체적으로 제1 기준 출력(P1)보다 상향되는 히팅 전력 출력의 상향률 및 제2 기준 출력(P2)보다 상향되는 히팅 전력 출력의 상향률은 각각 1 ~ 10 % 범위에서 조절하는 것이 바람직하며, 이러한 상향 출력은 고정된 상향률로 세팅될 수 있지만 터널 환경에 따라 가변적인 상향률로 구성될 수도 있다.Specifically, the upward rate of the heating power output higher than the first reference output P1 and the upward rate of the heating power output higher than the second reference output P2 are preferably adjusted in a range of 1 to 10%. The upward output may be set at a fixed upward rate, but may be configured with a variable upward rate according to the tunnel environment.

한편 제2 온도 센서(42)는 터널의 출구 또는 입구 쪽 첫 번째 소화전(62)에 설치되고, 제1 온도 센서(40)는 제2 온도 센서(42)가 설치되는 분기 배관(60)의 하부 주 배관(50)에 설치될 수 있다. 여기서 첫 번째 소화전(62)은 예시적인 것이며 입구 측 또는 출구 측 소화전(62)을 의미하는 것으로 설계상 2 개의 소화전(62)이 인접하여 입구 측 또는 출구 측에 배치된다면 둘 중에 어느 하나이어도 무방하다. 그리고 분기 배관(60)의 하부라 함은 물리적으로 직 하방만을 의미하는 것이 아니라 첫 번째 소화전(62)에 인접하여 주 배관(50)에 설치된 것도 포함한다.Meanwhile, the second temperature sensor 42 is installed at the first fire hydrant 62 at the exit or inlet of the tunnel, and the first temperature sensor 40 is the lower portion of the branch pipe 60 in which the second temperature sensor 42 is installed. It can be installed in the main pipe 50. Here, the first hydrant 62 is exemplary and means an inlet or outlet side hydrant 62. By design, if two hydrants 62 are adjacently disposed at the inlet side or the outlet side, either of the two may be used. . In addition, the lower portion of the branch pipe 60 does not only mean physically direct downward, but also includes the one installed in the main pipe 50 adjacent to the first hydrant 62.

한편 단상용 히팅 케이블(30)은, 복수의 분기배관(60)과 각 분기배관(60) 말단에 위치하는 소화전(62)에 대응하여 복수로 설치하되, 터널의 중심에서 외측으로 갈수록 고전력 단상용 히팅 케이블이 설치되도록 구성할 수 있으며 이 경우 터널 입구 측 또는 출구 측과 같은 취약 지역의 히팅 전력을 높이고 터널 중심부 쪽 히팅 전력을 낮춤으로써 전체 소비 전력을 줄일 수 있다.On the other hand, a single-phase heating cable 30 is installed in a plurality in response to a plurality of branch pipes 60 and a fire hydrant 62 located at the end of each branch pipe 60, but for a high-power single-phase toward the outside from the center of the tunnel The heating cable can be configured to be installed, and in this case, the overall power consumption can be reduced by increasing the heating power in a vulnerable area such as the tunnel inlet or outlet side and lowering the heating power in the center of the tunnel.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can various modifications and equivalent other embodiments from this. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims.

10: 전력 제어 판넬 20: 3상용 히팅 케이블
30: 단상용 히팅 케이블 32: 전력 공급용 전선
40: 제1 온도 센서 42: 제2 온도 센서
50: 주 배관 60: 분기 배관
62: 소화전 70: 파워 정션 박스
P1: 제1 기준 출력 P2: 제2 기준 출력10: Power control panel 20: 3-phase heating cable
30: single-phase heating cable 32: power supply wire
40: first temperature sensor 42: second temperature sensor
50: main piping 60: branch piping
62: fire hydrant 70: power junction box
P1: 1st reference output P2: 2nd reference output

Claims (7)

터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 히팅 시스템에 있어서,
히팅 전력을 제어하는 전력 제어 판넬;
상기 전력 제어 판넬로부터 인출되어 터널의 길이 방향으로 배치된 주 배관을 따라 외주면에 설치되는 3상용 히팅 케이블;
상기 전력 제어 판넬로부터 인출되어 상기 주 배관과 나란하게 배선되는 전력 공급용 전선;
상기 주 배관과 나란하게 설치되고 상기 전력 공급용 전선이 수납되는 전선 트레이;
상기 주 배관에서 분기되는 분기 배관에 설치되고 상기 전력 공급용 전선으로터 분기되어 히팅 전력을 공급받는 단상용 히팅 케이블; 및
상기 터널의 출구 또는 입구 쪽에 위치하는 상기 주 배관의 일 측과 상기 분기 배관의 일 측에 배치되어 제1 온도 정보와 제2 온도 정보를 획득하는 제1, 2 온도 센서를 포함하되,
상기 전력 제어 판넬은 상기 제1, 2 온도 정보에 따라 상기 3상용 히팅 케이블과 상기 단상용 히팅 케이블에 각 공급되는 히팅 전력의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.
In the heating system to prevent freezing of the pipe for fire extinguishing water in the tunnel,
A power control panel for controlling heating power;
A three-phase heating cable installed on the outer circumferential surface along the main pipe drawn out from the power control panel and disposed in the longitudinal direction of the tunnel;
A power supply wire drawn out from the power control panel and wired in parallel with the main pipe;
A wire tray installed in parallel with the main pipe and housing the electric power supply wires;
A single-phase heating cable installed in a branch pipe branched from the main pipe and branched from the electric power supply wire to receive heating power; And
It includes first and second temperature sensors that are disposed on one side of the main pipe and one side of the branch pipe located at the exit or inlet side of the tunnel to obtain first temperature information and second temperature information,
The power control panel is to control the output of the heating power for each of the three-phase heating cable for the three-phase heating cable and the single-phase heating cable according to the first and second temperature information to prevent freezing of the pipe for fire extinguishing water in the tunnel Dual heating system.
제1 항에 있어서,
상기 분기 배관은 말단에 소화전이 배치되고, 상기 단상용 히팅 케이블은 상기 소화전 외주면에 1 라인으로 부착되는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.
According to claim 1,
The branch pipe is a fire hydrant is disposed at the end, the single-phase heating cable is a dual heating system for preventing freezing of the pipe for fire hydrant in the tunnel, characterized in that attached to the outer surface of the fire hydrant in one line.
제1 항에 있어서,
상기 3상용 히팅 케이블과 상기 단상용 히팅 케이블은 각각 단열재로 커버되고,
상기 제1 온도 센서는 상기 3상용 히팅 케이블을 커버하는 단열재 내측에 배치되고,
상기 제2 온도 센서는 상기 단상용 히팅 케이블을 커버하는 단열재 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.
According to claim 1,
The three-phase heating cable and the single-phase heating cable are each covered with a heat insulating material,
The first temperature sensor is disposed inside the heat insulating material covering the three-phase heating cable,
The second temperature sensor is a dual heating system for preventing freezing of the pipe for fire extinguishing water in a tunnel, characterized in that disposed inside the heat insulating material covering the single-phase heating cable.
제3 항에 있어서,
상기 제2 온도 센서는 상기 터널의 출구 또는 입구 쪽 첫 번째 소화전에 설치되고, 상기 제1 온도 센서는 상기 제2 온도 센서가 설치되는 분기 배관의 하부 주 배관에 설치되는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.
According to claim 3,
The second temperature sensor is installed in the first hydrant before the exit or inlet of the tunnel, and the first temperature sensor is installed in the lower main pipe of the branch pipe where the second temperature sensor is installed. Dual heating system to prevent freezing of receiving piping.
제1 항에 있어서,
상기 전력 제어 판넬은, 상기 제1, 2 온도 정보에 따라 상기 3상용 히팅 케이블과 상기 단상용 히팅 케이블에 독립적으로 히팅 전력의 출력을 조절하되,
상기 제1 온도 정보와 상기 제2 온도 정보의 차이 값이 시간에 따라 커질수록 상기 단상용 히팅 케이블에 공급되는 히팅 전력의 출력을 상기 제2 온도 정보에 대응하여 선형적으로 가변되는 제1 기준 출력(P1)보다 상향시키고, 그리고 상기 차이 값이 시간에 따라 작아질수록 상기 3상용 히팅 케이블에 공급되는 히팅 전력의 출력을 상기 제1 온도 정보에 대응하여 선형적으로 가변되는 제2 기준 출력(P2)보다 상향시키는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.
According to claim 1,
The power control panel, according to the first and second temperature information to adjust the output of the heating power independently to the three-phase heating cable and the single-phase heating cable,
A first reference output that linearly changes the output of heating power supplied to the single-phase heating cable in response to the second temperature information as the difference value between the first temperature information and the second temperature information increases with time A second reference output (P2) that is linearly variable in response to the first temperature information to increase the output of the heating power supplied to the three-phase heating cable as it increases upward from (P1) and the difference value decreases with time. Dual heating system to prevent freezing of pipes for fire extinguishing water in a tunnel, which is characterized by upward.
제5 항에 있어서,
상기 제1 기준 출력보다 상향되는 히팅 전력 출력의 상향률은 1 ~ 10 %이고, 상기 제2 기준 출력보다 상향되는 히팅 전력 출력의 상향률은 1 ~ 10 %인 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.
The method of claim 5,
The pipe for fire extinguishing water in a tunnel, characterized in that the upward rate of the heating power output higher than the first reference output is 1 to 10%, and the upward rate of the heating power output higher than the second reference output is 1 to 10%. Dual heating system to prevent freezing.
제1 항에 있어서,
상기 단상용 히팅 케이블은 복수의 분기배관과 각 분기배관 말단에 위치하는 소화전에 대응하여 복수로 설치하되, 상기 터널의 중심에서 외측으로 갈수록 고전력 히팅 케이블을 설치하는 것을 특징으로 하는 터널 내 소화수용 배관의 동파방지를 위한 듀얼 히팅 시스템.According to claim 1,
The single-phase heating cable is installed in plurality in response to a plurality of branch pipes and fire hydrants located at the ends of each branch pipe, but a pipe for fire extinguishing water in a tunnel is characterized in that a high-power heating cable is installed toward the outside from the center of the tunnel. Dual heating system to prevent freezing.
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