KR102114709B1 - Energy-saving smart freeze protection system - Google Patents

Energy-saving smart freeze protection system Download PDF

Info

Publication number
KR102114709B1
KR102114709B1 KR1020200000684A KR20200000684A KR102114709B1 KR 102114709 B1 KR102114709 B1 KR 102114709B1 KR 1020200000684 A KR1020200000684 A KR 1020200000684A KR 20200000684 A KR20200000684 A KR 20200000684A KR 102114709 B1 KR102114709 B1 KR 102114709B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
heating wire
value
pipe
heating
Prior art date
Application number
KR1020200000684A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서광희
Original Assignee
주식회사 한성이엔지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한성이엔지 filed Critical 주식회사 한성이엔지
Priority to KR1020200000684A priority Critical patent/KR102114709B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102114709B1 publication Critical patent/KR102114709B1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00Water main or service pipe systems
    • E03B7/09Component parts or accessories
    • E03B7/10Devices preventing bursting of pipes by freezing
    • E03B7/12Devices preventing bursting of pipes by freezing by preventing freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/35Ohmic-resistance heating
    • F16L53/38Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02Heaters specially designed for de-icing or protection against icing

Abstract

The present invention relates to an energy-saving smart freeze protection system. The energy-saving smart freeze protection system compares a pipe temperature measurement value with a predetermined operating temperature set value for each heating wire circuit to control power to be supplied to a heating wire if the pipe temperature measurement value is below the operating temperature set value; calculates and sets the amount of power according to the length of a heating wire of each circuit and then measures the amount of power supplied for a certain period through monitoring of the amount of power; and repeats control to cut off the power supplied to the heating wire in order to prevent an accident caused by overload when reaching a power upper limit for the heating wire stored in a load DB, and to resupply the power to the heating wire when reaching a power lower limit for the heating wire stored in the load DB. Therefore, the energy-saving smart freeze protection system can perform real-time monitoring of power consumption as well as prevention of pipe freezing in winter, thereby maximizing energy-saving effects.

Description

에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템{ENERGY-SAVING SMART FREEZE PROTECTION SYSTEM}Energy-saving smart freeze protection system {ENERGY-SAVING SMART FREEZE PROTECTION SYSTEM}

본 발명은 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템에 관한 것으로, 동절기에 물 관련 배관의 동파를 방지하기 위해 배관 온도 또는 배관 외부의 대기 온도와 가동을 위해 설정된 온도를 비교하여 배관에 설치된 발열선에 전원 공급 여부를 결정함으로써, 에너지 사용량을 효율적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 발열선 길이에 따른 전류 부하량을 설정하여 안전사고를 예방할 수 있는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy-saving smart freeze prevention system, which compares the temperature of the pipe or the outside temperature of the pipe and the temperature set for operation in order to prevent freezing of water-related pipes in winter, and whether power is supplied to the heating wire installed in the pipe By determining, it is possible to not only efficiently control energy consumption, but also to set a current load according to the length of the heating wire, and to an energy-saving smart freeze prevention system that can prevent a safety accident.

일반적으로, 겨울철에 건축물 배관의 동파 및 동결을 방지하기 위하여 일정한 열을 발생시킬 수 있는 발열선(카본 히팅케이블)을 설치하여 건물 내 물을 원활하게 공급하고, 배관의 동파 및 동결을 미연에 방지하고 있다.In general, in order to prevent freezing and freezing of building pipes in winter, a heating cable (carbon heating cable) that can generate a certain amount of heat is installed to smoothly supply water in the building, and prevent freezing and freezing of pipes in advance. have.

종래의 배관 동파 방지장치는, 온도 센서에 의해 측정된 대기 온도가 일정한 온도 이하(예: 영하)일 경우 발열선에 전원을 공급함으로써 배관의 동파를 방지하고 있다. 그러나, 이러한 종래의 배관 동파 방지장치는, 실제로 물이 흐르는 배관의 온도가 아니라 배관 외부의 대기 온도를 측정하여 발열선의 동작 여부를 결정하기 때문에, 대기 온도는 영하이지만 배관은 얼지 않은 상태에서도 발열선에 전원을 공급하게 되어 불필요한 전력이 소모되는 문제점이 있다. Conventional piping freeze prevention apparatus prevents freezing of piping by supplying power to the heating wire when the atmospheric temperature measured by the temperature sensor is below a certain temperature (eg, below zero). However, since such a conventional pipe freeze protection device actually determines the operation of the heating wire by measuring the ambient temperature outside the pipe, not the temperature of the pipe through which the water flows, the atmospheric temperature is minus zero, but the pipe remains on the heating wire even when it is not frozen. There is a problem in that unnecessary power is consumed because power is supplied.

또한, 종래의 배관 동파 방지장치는, 대기 온도가 일정 온도 이상(예: 15℃ 이상)이 되어야 발열선에 공급하는 전원을 차단하므로 배관의 동파 위험이 사라진 후에도 불필요한 전력이 계속해서 소모되는 문제점이 있고, 발열선이 계속 동작하여 과열에 의한 화재의 위험이 있는 문제점이 있다.In addition, the conventional pipe freeze protection device has a problem in that unnecessary power is continuously consumed even after the risk of freeze of the pipe disappears because the power supply to the heating wire is cut off only when the air temperature becomes higher than a certain temperature (for example, 15 ° C or more). , There is a problem that there is a risk of fire due to overheating because the heating wire continues to operate.

이러한 종래기술의 문제를 해결하기 위해 공개특허 제10-2014-0049759호(동파방지 발열선 제어장치)는 배관의 외부에 설치되고 전원이 공급되면 열을 발생하는 발열선, 상기 배관의 외부에 설치되고 상기 배관의 배관온도를 측정하여 배관온도 측정값을 출력하는 배관온도 센서부, 상기 배관과 이격되어 배치되고 상기 배관 외부의 대기 온도를 측정하여 외부온도 측정값을 출력하는 외부온도 센서부 및 상기 배관온도 센서부로부터 상기 배관온도 측정값을 입력받고 상기 외부온도 센서부로부터 상기 외부온도 측정값을 입력받으며, 상기 배관온도 측정값 및 상기 외부온도 측정값에 따라 상기 발열선에의 전원 공급 여부를 결정하는 발열선 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the problems of the prior art, Patent Publication No. 10-2014-0049759 (freeze prevention heating wire control device) is installed on the outside of the pipe and a heating wire that generates heat when power is supplied, is installed on the outside of the pipe and A pipe temperature sensor unit measuring a pipe temperature of a pipe and outputting a pipe temperature measurement value, an external temperature sensor portion disposed at a distance from the pipe, and measuring an atmospheric temperature outside the pipe to output an external temperature measurement value and the pipe temperature A heating wire that receives the pipe temperature measurement value from a sensor unit and receives the external temperature measurement value from the external temperature sensor unit, and determines whether to supply power to the heating wire according to the pipe temperature measurement value and the external temperature measurement value. It characterized in that it comprises a control unit.

공개특허 제10-2014-0049759호는 배관 자체의 온도와 외부 대기의 온도를 고려하여 발열선에 전원의 공급 여부를 결정하고 있으나, 발열선의 길이에 따른 부하량을 고려하지 않고 단지 온도만 고려하여 전원을 공급하기 때문에 발열선의 과부하에 따른 안전사고를 예방할 수 없는 문제가 있다.Patent Publication No. 10-2014-0049759 determines whether to supply power to the heating wire in consideration of the temperature of the piping itself and the temperature of the external atmosphere, but does not consider the load amount depending on the length of the heating wire, but only the temperature. Since there is a supply, there is a problem that a safety accident due to overload of the heating wire cannot be prevented.

공개특허 제10-2014-0049759호Published Patent No. 10-2014-0049759 등록특허 제10-1934726호Registered Patent No. 10-1934726 등록특허 제10-1479960호Registered Patent No. 10-1479960

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로 배관온도 측정값을 발열선 회로별로 기 설정된 가동온도 설정값과 비교하여 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 발열선에 전원이 공급되도록 제어하고, 각 발열선에 일정 시간 동안 공급된 전력량을 측정하여 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 상한값에 도달 시 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값에 도달 시 발열선에 전원이 다시 공급되도록 반복적으로 제어함으로써, 겨울철 배관의 동파를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전력의 과부하를 방지하여 화재 및 감전 등의 안전사고를 예방할 수 있으며, 축적된 에너지 사용량 모니터링을 통해 일별, 월별, 년별 에너지 소비량을 비교 및 분석하여 사용자에게 제공할 수 있는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention was invented to improve the above problems and compares the pipe temperature measurement value with a preset operating temperature set value for each heating line circuit so that power is supplied to the heating wire when the pipe temperature measurement value falls below the operating temperature set value. Control, measure the amount of power supplied to each heating wire for a certain period of time, cut off the power supplied to the heating wire when reaching the upper power limit value of the corresponding heating wire stored in the load DB, and cut off the power to the heating wire when the power lower limit of the heating wire stored in the load DB is reached. By repeatedly controlling the power to be supplied again, it is possible not only to prevent freezing of winter piping, but also to prevent overload of electric power to prevent safety accidents such as fire and electric shock, and to monitor daily, monthly, and accumulated energy usage. It is to provide an energy-saving smart freeze protection system that can be provided to users by comparing and analyzing energy consumption by year.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배관의 외부에 설치되고 전원이 공급되면 열을 발생하는 복수의 발열선; 상기 배관의 외부온도를 측정하여 배관온도 측정값을 출력하는 배관온도 센서부; 발열선의 단위 길이당 부하량을 이용하여 각 발열선의 시공길이에 따른 전력 상한값을 계산하고, 발열선 별 전력 상한값에서 소정의 값을 뺀 값을 전력 하한값으로 계산하여 부하량 DB에 저장하는 발열선 부하 계산부; 상기 배관온도 센서부가 출력하는 배관온도 측정값을 발열선 별로 기 설정된 가동온도 설정값과 비교하여 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 상기 발열선에 전원이 공급되도록 제어하는 발열선 제어부; 상기 발열선 제어부에 의해 발열선에 공급되는 전력량을 측정하는 전류감지 센서부; 및 상기 전류감지 센서부를 통해 각 발열선에 일정 시간 동안 공급된 전력량을 측정하여 상기 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 상한값에 도달 시 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 상기 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값에 도달 시 상기 발열선에 전원이 다시 공급되도록 반복적으로 제어하는 피크 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is installed on the outside of the pipe and a plurality of heating wires that generate heat when power is supplied; A pipe temperature sensor unit measuring the external temperature of the pipe and outputting a pipe temperature measurement value; A heating line load calculation unit that calculates an upper power limit value according to the construction length of each heating line by using a load per unit length of the heating line, calculates a value obtained by subtracting a predetermined value from the upper power limit value for each heating line, and stores it in the load DB; A heating wire control unit that controls the supply of power to the heating wire when the pipe temperature measurement value falls below a preset operating temperature set value by comparing the pipe temperature measurement value output by the pipe temperature sensor unit with a preset operating temperature set value for each heating wire; A current sensing sensor unit measuring the amount of power supplied to the heating wire by the heating wire controller; And measuring the amount of power supplied to each heating wire for a certain period of time through the current sensing sensor unit to cut off the power supplied to the heating wire when the power upper limit of the heating wire stored in the load DB is reached, and cut off the power of the heating wire stored in the load DB. And a peak control unit that repeatedly controls power to be supplied to the heating wire again when the lower power limit is reached.

여기서, 발열선 제어부는, 상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는 경우 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.Here, the heating line control unit is characterized in that the power supplied to the heating line is cut off when the measured value of the pipe temperature exceeds a set operating temperature within a predetermined time through repeated control of the peak control unit.

그리고 상기 발열선 제어부는, 상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치는 경우 상기 발열선 부하 계산부는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 하한값을 상향 조정하고, 상기 피크 제어부는 해당 발열선의 전력 상한값에 도달 시 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 해당 발열선의 상향 조정된 전력 하한값에 도달 시 상기 발열선에 전원이 다시 공급되도록 제어함으로써 발열선에 전원이 차단되었다가 공급되는 주기가 빨라지도록 하는 것을 특징으로 한다.And the heating line control unit, if the pipe temperature measurement value does not reach the set operating temperature within a predetermined time through the repeat control of the peak control unit, the heating line load calculation unit adjusts the lower limit value of the corresponding heating line stored in the load DB, The peak control unit cuts off the power supplied to the heating line when the power upper limit of the heating line is reached, and controls the power to be supplied to the heating line again when the upper limit of the adjusted power of the heating line is reached. It is characterized in that the cycle is supplied faster.

또한, 건물 외부의 대기온도를 측정하여 외부온도 측정값을 출력하는 외부온도 센서부를 더 포함하고, 상기 외부온도 센서부가 출력하는 외부온도 측정값의 구간에 따라 상기 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, it further includes an external temperature sensor unit that measures the outside temperature of the building and outputs an external temperature measurement value, and varies the degree of upward adjustment of the lower limit value according to a section of the external temperature measurement value output by the external temperature sensor unit. It is characterized by.

한편, 배관온도 측정값에 대한 변화의 추세를 파악하여 기울기 값을 계산하는 측정값 기울기 계산부를 더 포함하고, 상기 발열선 제어부는, 상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 상기 측정값 기울기 계산부가 계산한 기울기 값이 소정의 값 이상인 경우 상기 발열선 부하 계산부는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 하한값을 그대로 유지하고, 상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 상기 측정값 기울기 계산부가 계산한 기울기 값이 소정의 값 미만인 경우 상기 발열선 부하 계산부는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 하한값을 상향 조정하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, it further comprises a measurement value gradient calculation unit for calculating the slope value by grasping the trend of the change with respect to the pipe temperature measurement value, the heating line control unit, the pipe temperature measurement value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit If the operating temperature does not reach the set value, and if the slope value calculated by the measured value slope calculation unit is greater than or equal to a predetermined value, the heating line load calculation unit maintains the lower limit value of the corresponding heating line stored in the load DB, and repeatedly controls the peak control unit. When the pipe temperature measurement value does not reach the set operating temperature within a predetermined time, and the slope value calculated by the slope calculation unit is less than a predetermined value, the heating line load calculation unit increases the lower limit value of the corresponding heating line stored in the load DB. It is characterized by adjusting.

그리고, 건물 외부의 대기온도를 측정하여 외부온도 측정값을 출력하는 외부온도 센서부를 더 포함하고, 상기 외부온도 센서부가 출력하는 외부온도 측정값의 구간에 따라 상기 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하되, 외부온도 측정값과 배관온도 측정값의 차이가 클수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 작게 하고, 차이가 작을수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 크게 하는 것을 특징으로 한다.And, further comprising an external temperature sensor unit for measuring the air temperature outside the building and outputting an external temperature measurement value, and differently adjusting the degree of upward adjustment of the lower limit value according to the section of the external temperature measurement value output by the external temperature sensor unit. , The larger the difference between the external temperature measurement value and the pipe temperature measurement value, the smaller the degree of upward adjustment of the lower limit value, and the smaller the difference, the greater the degree of upward adjustment of the lower limit value.

또한, 배관 내부에 물이 흐르도록 유량을 제어하는 유량 제어부를 더 포함하고, 상기 유량 제어부에 의해 배관 내부를 흐르는 유량의 정도에 따라 상기 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, it further comprises a flow rate control unit for controlling the flow rate so that water flows inside the pipe, and characterized in that the degree of upward adjustment of the lower limit value according to the degree of the flow rate inside the pipe by the flow rate controller.

또한, 지진 및 외부 충격 시 발생하는 진동에 대한 파장을 측정하는 진동감지 센서부를 더 포함하고. 상기 발열선 제어부는 진동감지 센서부가 측정한 파장의 크기가 일정 크기를 넘어서는 경우 전력을 차단하여 발열선 회로를 보호하는 것을 특징으로 한다.In addition, it further includes a vibration detection sensor unit for measuring the wavelength for vibrations generated during earthquakes and external shocks. The heating line control unit is characterized in that when the size of the wavelength measured by the vibration detection sensor unit exceeds a certain size, the power is cut to protect the heating line circuit.

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

하나, 배관온도 센서부가 출력하는 배관온도 측정값을 발열선 회로별로 기 설정된 가동온도 설정값과 비교하여 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 발열선에 전원이 공급되도록 제어하여 겨울철 물 관련 배관의 동파를 예방할 수 있는 효과가 있다.First, compare the pipe temperature measurement value output by the pipe temperature sensor unit with a preset operating temperature setting value for each heating wire circuit, and control the power supply to the heating wire when the pipe temperature measurement value falls below the operating temperature set value to control the water supply in winter. It has the effect of preventing freezing.

하나, 회로별 발열선 실 시공 길이에 따른 부하량을 계산하여 전력 상한값과 전력 하한값을 지정하여 특정회로가 전력 상한값에 도달 시 일정시간 동안 정지시키고 전력 하한값에 도달 시 재가동시킴으로써, 과부하를 방지하여 안전사고를 예방할 수가 있다.One, by calculating the load amount according to the actual construction length of the heating wire for each circuit, and designating the upper and lower power limits, stop for a certain period of time when the specific circuit reaches the upper power limit and restart when the power lower limit is reached. It can be prevented.

하나, 발열선 전체를 일괄적으로 제어하는 방식이 아닌 발열선 회로별로 독립적으로 제어하는 방식을 적용하여 전원의 공급이 필요한 발열선만 선택하여 가동함으로써 에너지를 효율적으로 사용할 수가 있다.However, it is possible to efficiently use energy by selecting and operating only heating wires that require power supply by applying a method of independently controlling for each heating wire circuit, not a method of collectively controlling the entire heating wire.

하나, 유량의 흐름을 제어하여 유량의 정도에 따라 발열선의 전력 하한값을 탄력적으로 조정하여 발열선을 정지 후 재가동시키는 주기가 너무 빨라지지 않도록 함으로써, 과부하를 방지하고, 에너지 소비를 효율적으로 할 수가 있다.However, by controlling the flow rate of the flow rate, the power lower limit value of the heating line is elastically adjusted according to the degree of the flow rate, so that the cycle of stopping and restarting the heating line is not too fast, thereby preventing overload and efficiently consuming energy.

하나, 제어부의 외함의 경우 지진 및 외부 충격 발생 시 진동을 감지하고 전력을 차단하여 발열선 회로 보호 및 2차 안전사고에 대비가 가능하다. 발열선 제어부의 특성인 전자접촉기(SSR)는 동작 불능상태 및 노후로 인한 교체시기를 파악할 수 있어 운영자 관리 효율을 증대할 수가 있다.However, in the case of an earthquake or external shock, the enclosure of the control unit detects vibration and cuts off power to protect the heating circuit and prepare for secondary safety accidents. The electronic contactor (SSR), which is a characteristic of the heating wire control unit, can grasp an inoperable state and a replacement time due to aging, thereby increasing operator management efficiency.

하나, 각 회로의 에너지 사용량과 관련 운전 감시 및 제어 데이터를 해당 디스플레이 장치 내에 기록 및 보관 하고 그 데이터를 운영자들이 외부기기 연결(개방형 통신프로토콜)을 통해 실시간으로 해당 설비의 운전 및 에너지 사용내역 및 추이를 확인할 수 있어 에너지 절감 운전이 가능한 기능이 부여되어 자원절약에 최적화된 제품으로의 기능적 효과가 있다.One, the energy consumption of each circuit and the related operation monitoring and control data are recorded and stored in the corresponding display device, and the data is operated and energy usage history and trend of the facility in real time by operators connecting external devices (open communication protocol). Since it is possible to check the energy-saving driving function, it has a functional effect as a product optimized for resource saving.

도 1은 본 발명에 따른 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템의 동작 순서도
도 3은 본 발명에서 발열선에 전원을 차단, 공급을 반복할 때 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는지 판단하고 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치는 경우 해당 발열선의 전력 하한값을 상향 조정하여 발열선에 전원이 차단되었다가 공급되는 주기가 빨라지도록 하는 경우의 순서도
도 4는 본 발명에서 발열선에 전원을 차단, 공급을 반복할 때 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는지 판단하고 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치는 경우 배관온도 측정값에 대한 변화의 추세를 나타내는 기울기 값이 소정의 값 이상인지 여부에 따라 발열선의 전력 하한값을 다르게 제어하는 경우의 순서도
도 5는 본 발명에서 각 회로별 발열선의 실 시공 길이에 따라 부하량을 계산하여 발열선 별로 전력 상한값과 전력 하한값을 다르게 설정한 모습을 나타낸 그래프의 예시
도 6은 본 발명에서 일정 시간 가동 후 간헐적인 휴식기를 통해 에너지를 절감하는 제어 방식을 나타낸 그래프의 예시
도 7은 본 발명에서 발열선 회로별 배관의 온도가 설정값에 도달 시 현재 온도값이 가장 낮은 회로부터 순차적으로 가동하는 방식을 나타낸 그래프의 예시
도 8은 본 발명에서 지진이나 외부 충격 발생 시 진동을 감지하여 해당 파장의 크기에 따라 전력차단을 통해 발열선 회로를 보호하는데 사용하기 위한 그래프의 예시
도 9는 본 발명에서 현재 에너지사용량 및 회로별 예상전력량을 설정하기 위한 것으로 발열선의 에너지 절감 및 안전사고를 예상하기 위한 입출력지시부 화면표출 예시
도 10은 본 발명에서 에너지사용량 데이터를 해당 설비의 운전 및 에너지 사용내역 및 추이를 통해 분석이 가능하도록 하기 위한 흐름도 예시
1 is a block diagram of an energy-saving smart freeze protection system according to the present invention
2 is an operation flowchart of an energy-saving smart freeze protection system according to the present invention
3, when the power is cut off to the heating wire in the present invention and the supply is repeated, it is determined whether the pipe temperature measurement value exceeds the operation temperature set value within a predetermined time, and when the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value, the corresponding heating wire Flowchart when the power is cut off to the heating line by increasing the lower power limit of the power supply so that the cycle to be supplied becomes faster.
4, in the present invention, when the power is cut off to the heating wire and the supply is repeated, it is determined whether the pipe temperature measurement value exceeds the operation temperature set value within a predetermined time, and when the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value, the pipe temperature Flow chart when the power lower limit value of the heating wire is differently controlled according to whether the slope value representing the trend of the change to the measured value is greater than or equal to a predetermined value.
Figure 5 is an example of a graph showing how the power upper limit and the lower power limit are set differently for each heating line by calculating the load according to the actual construction length of the heating line for each circuit in the present invention.
6 is an example of a graph showing a control method for saving energy through an intermittent break after operation for a certain time in the present invention
7 is an example of a graph showing a method of sequentially operating from the lowest current temperature value when the temperature of the piping for each heating line circuit reaches a set value in the present invention
8 is an example of a graph for use in protecting a heating wire circuit through power cut according to the size of a corresponding wavelength by detecting vibration when an earthquake or external shock occurs in the present invention
9 is an example of setting the current energy consumption and the expected power consumption by circuit in the present invention, an example of screen display of the input / output instruction unit for predicting energy saving and safety accident of the heating wire
Figure 10 is an example of a flow chart to enable the analysis of energy consumption data in the present invention through the operation and energy use history and transition of the facility.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms.

본 명세서에서 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In the present specification, this embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the present invention is only defined by the scope of the claims.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques are not specifically described in order to avoid obscuring the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the same reference numerals throughout the specification refer to the same components, and the terms used (referred to) in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In the present specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase, and the components and operations referred to as 'comprising (or, provided)' do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations. .

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Also, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템(100)은 입출력 지시부(101), 발열선(110), 배관온도 센서부(120), 전류감지 센서부(121), 발열선 부하 계산부(130), 발열선 제어부(140) 및 피크 제어부(150)를 포함하며, 외부온도 센서부(160), 측정값 기울기 계산부(170), 유량 제어부(180)와 진동감지 센서부(190)를 더 포함할 수 있다.1 to 4, the energy-saving smart freeze protection system 100 calculates the input / output indicator 101, the heating wire 110, the pipe temperature sensor unit 120, the current sensing sensor unit 121, and the heating wire load. It includes a unit 130, a heating line control unit 140 and a peak control unit 150, the external temperature sensor unit 160, the measured value gradient calculation unit 170, the flow rate control unit 180 and the vibration detection sensor unit 190 It may further include.

입출력 지시부(101)는 관리자가 각 발열선 회로별로 가동온도를 설정하고, 배관 내부에 물이 흐르도록 유량을 제어하거나, 기타 각종 진동량, 부하량 등의 상황을 모니터링 하며, 현재의 에너지 사용량 및 발열선 회로별 예상 전력량을 확인할 수 있도록 한다.The input / output instruction unit 101 sets the operating temperature for each heating line circuit, controls the flow rate so that water flows inside the pipe, monitors various other vibrations, loads, etc., and uses current energy consumption and heating line circuits. Make sure to check the expected power consumption.

복수의 발열선(110)는 배관의 외부에 설치되고 전원이 공급되면 열을 발생시킨다. 발열선(110)는 배관을 감싸면서 배관의 외부에 나선형 모양으로 설치될 수 있고, 전원공급선을 통해 전원이 공급되면 열을 발생한다. 각 발열선은 시공 길이에 따라 서로 다른 길이로 배관을 감싸면서 설치된다.The plurality of heating wires 110 is installed outside the pipe and generates heat when power is supplied. The heating wire 110 may be installed in a spiral shape outside the pipe while surrounding the pipe, and generate heat when power is supplied through the power supply line. Each heating wire is installed while wrapping the pipe in different lengths according to the construction length.

발열선(110)은 전원이 공급되면 열이 발생하는 정온전선( 히팅케이블)과 같은 발열체로 형성될 수 있으며, 통상의 기술자에게 알려진 범위에서 다양한 형태의 발열체로 구성될 수 있다. 일례로서, 배관이 직경 15mm인 수도관인 경우에는 발열선(110)은 1미터당 16W의 전력을 소비할 수 있고, 발열선(110)은 배관의 관경 및 외부 환경조건에 따라 소비전력(발열량)이 10W 및 24W 등으로 변경될 수 있다.The heating wire 110 may be formed of a heating element such as a constant temperature electric wire (heating cable) that generates heat when power is supplied, and may be formed of various types of heating elements within a range known to those skilled in the art. As an example, when the pipe is a water pipe having a diameter of 15 mm, the heating wire 110 may consume 16 W of power per meter, and the heating wire 110 may consume 10 W of power (heat generation) depending on the pipe diameter and external environmental conditions. It can be changed to 24W.

발열선(110)이 설치되는 배관은 계량기나 보일러 등에 연결되고, 내부 공간에 유체(예: 물)가 흐르는 파이프(미도시) 및 파이프를 감싸는 보온재(미도시) 등으로 구성될 수 있다. 배관에 대해서는 통상의 기술자에게 널리 알려져 있으므로 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.The piping on which the heating wire 110 is installed may be connected to a meter or a boiler, and may be formed of a pipe (not shown) through which a fluid (for example, water) flows in an interior space, and a heat insulating material (not shown) surrounding the pipe. Since piping is widely known to those skilled in the art, detailed descriptions thereof are omitted here.

배관온도 센서부(120)는 배관의 외부온도를 측정하여 배관온도 측정값을 출력한다. 배관의 외부에 부착되어 설치되거나, 파이프의 외부를 감싸는 보온재 등에 매몰 또는 밀착되어 설치될 수 있고, 배관의 배관온도를 측정하여 배관온도 측정값을 연결선을 통해 발열선 제어부(140)로 출력한다.The pipe temperature sensor unit 120 measures the external temperature of the pipe and outputs a pipe temperature measurement value. It may be installed attached to the outside of the pipe or buried or adhered to a heat insulating material surrounding the outside of the pipe, and measure the pipe temperature of the pipe to output the pipe temperature measurement value to the heating wire control unit 140 through the connection line.

발열선 부하 계산부(130)는 발열선의 단위 길이당 부하량을 이용하여 각 발열선의 시공길이에 따른 전력 상한값을 계산하고, 발열선 별 전력 상한값에서 소정의 값을 뺀 값을 전력 하한값으로 계산하여 부하량 DB에 저장한다(S210).The heating wire load calculator 130 calculates an upper power limit value according to the construction length of each heating wire by using a load amount per unit length of the heating wire, and calculates a value obtained by subtracting a predetermined value from the power upper limit value for each heating wire as a power lower limit value to the load amount DB. Save ( S210 ).

도 5를 참고하면, 각 회로별(1회로, 2회로, 3회로) 발열선의 시공길이가 다르기 때문에 전력 상한값이 서로 다른 예를 나타내고 있다. 전력 상한값은 6시간 또는 12시간 동안의 소비전력을 나타낼 수 있다. 2회로가 시공길이가 가장 길어서 전력 상한값이 약 4800kw로 가장 높게 설정되어 있고, 전력 상한값에서 800kw를 뺀 4000kw가 전력 하한값으로 설정되어 있다. 1회로는 전력 상한값이 3800kw이고, 전력 하한값이 3000kw로 설정되어 있고, 3회로는 전력 상한값이 4000kw, 전력 하한값이 3200kw로 설정되어 있다. 이와 같이 각 회로별 실 시공길이에 따른 전력 상한값 및 전력 하한값을 계산하여 부하량 DB에 저장한다. 전력 상한값에 도달 시 발열선을 Off 시키고, 전력 하한값으로 줄어들면 발열선을 On 시킨다.Referring to FIG. 5, since the construction lengths of the heating wires for each circuit (1 circuit, 2 circuits, 3 circuits) are different, examples of different power upper limits are shown. The upper power limit may represent power consumption for 6 hours or 12 hours. As the construction length of the two circuits is the longest, the upper limit of power is set to the highest at about 4800kw, and the 4000kw minus 800kw from the upper limit of power is set to the lower limit of power. In one circuit, the upper limit of power is 3800kw, the lower limit of power is set to 3000kw, and in the third circuit, the upper limit of power is set to 4000kw and the lower limit of power is set to 3200kw. In this way, the upper and lower power limits according to the actual construction length for each circuit are calculated and stored in the load DB. When the upper limit of power is reached, the heating wire is turned off, and when it decreases to the lower power limit, the heating wire is turned on.

발열선 제어부(140)는 배관온도 센서부(120)가 출력하는 배관온도 측정값을 발열선 별로 기 설정된 가동온도 설정값과 비교하여 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 발열선(110)에 전원이 공급되도록 제어한다(S220).The heating wire control unit 140 compares the pipe temperature measurement value output by the pipe temperature sensor unit 120 with a preset operating temperature set value for each heating wire, and when the pipe temperature measurement value falls below the operating temperature set value, the heating wire 110 Control so that power is supplied ( S220 ).

2회로의 발열선(110)은 가동온도 설정값이 2℃로 설정되어 있다고 하자. 2회로의 발열선(110)이 감싸고 있는 배관온도 측정값이 0℃ 라면 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어진 경우에 해당하기 때문에 2회로의 발열선(110)에 전원을 공급한다. 1회로의 발열선(110)은 가동온도 설정값이 2℃로 설정될 수도 있고, 1℃로 설정될 수도 있다. 각 발열선(110)마다 서로 다르게 독립적으로 설정 및 제어가 가능하다.Suppose that the heating temperature of the two circuits 110 is set to 2 ° C. If the pipe temperature measurement value of the heating circuit 110 of the two circuits is 0 ° C, power is supplied to the heating circuit 110 of the two circuits because the pipe temperature measurement value falls below the operating temperature set value. The heating line 110 of one circuit may have a set operating temperature of 2 ° C or 1 ° C. Each heating wire 110 can be independently set and controlled differently.

전류감지 센서부(121)는 발열선 제어부(140)에 의해 발열선(110)에 공급되는 전력량을 측정한다.The current sensing sensor unit 121 measures the amount of power supplied to the heating line 110 by the heating line control unit 140.

피크 제어부(150)는 전류감지 센서부(121)를 통해 각 발열선(110)에 일정 시간 동안 공급된 전력량을 측정하여 부하량 DB에 저장된 해당 발열선(110)의 전력 상한값에 도달 시 발열선(110)에 공급되는 전원을 차단하고, 부하량 DB에 저장된 해당 발열선(110)의 전력 하한값에 도달 시 발열선(110)에 전원이 다시 공급되도록 반복적으로 제어한다(S230).The peak control unit 150 measures the amount of power supplied to each heating line 110 for a period of time through the current detection sensor unit 121 and reaches the heating line 110 when the power upper limit value of the corresponding heating line 110 stored in the load DB is reached. The power supplied is cut off, and when the power lower limit value of the corresponding heating wire 110 stored in the load DB is reached, it is repeatedly controlled so that power is supplied to the heating wire 110 again ( S230 ).

상기의 발열선 제어부(140)에 의해 해당 발열선에 전원이 공급되기 시작된 후 전원을 쉬지 않고 계속적으로 공급하면 과부하로 인해 화재의 위험이 있다. 이를 방지하기 위해 피크 제어부(150)는 각 발열선(110)에 일정 시간 동안 공급된 전력량을 측정하여 해당 발열선(110)의 전력 상한값에 도달 시 발열선(110)에 공급되는 전원을 차단하고, 해당 발열선(110)의 전력 하한값에 도달 시 발열선(110)에 전원이 다시 공급되도록 반복적으로 제어함으로써, 발열선이 감싸고 있는 배관의 온도를 상승시켜 동파를 방지하면서 발열선의 과부하를 방지하여 안전사고를 예방할 수가 있다.If power is continuously supplied to the corresponding heating wire by the heating wire control unit 140, there is a risk of fire due to overload. To prevent this, the peak control unit 150 measures the amount of power supplied to each heating line 110 for a certain period of time, cuts off the power supplied to the heating line 110 when the power upper limit value of the heating line 110 is reached, and cuts off the corresponding heating line By repeatedly controlling the power to be supplied to the heating wire 110 again when the power lower limit value of (110) is reached, the temperature of the pipe surrounding the heating wire is raised to prevent freezing and prevent overheating of the heating wire to prevent a safety accident. .

예를 들어, 2회로에 12시간 동안 공급된 전력량을 측정하였더니 2회로의 전력 상한값 4800kw에 도달했다고 하면 발열선에 공급되는 전원을 차단시킨다. 그 이후 전원 공급량이 감소하여 전력 하한값 4000kw로 줄어든 경우 발열선에 다시 전원을 공급한다. 이와 같은 방법으로 발열선에 전원을 공급하여 전력 상한값에 도달 시 전원을 차단하고 전력 하한값으로 줄어든 경우 다시 전원이 공급되도록 반복적으로 제어한다.For example, when the amount of power supplied to two circuits was measured for 12 hours and the upper limit of power of 4 circuits reached 4800 kw, the power supplied to the heating wire was cut off. After that, if the amount of power supply decreases and decreases to the lower power limit of 4000kw, power is supplied to the heating wire again. In this way, power is supplied to the heating wire to cut off the power when the upper power limit is reached and repeatedly control so that power is supplied again when the power is reduced to the lower power limit.

도 3을 참고하면, 발열선 제어부(140)는 피크 제어부(150)의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는지를 판단한다(S310). 발열선(110)에 전원 공급을 통해 배관의 온도가 올라가서 가동온도 설정값을 초과하면 동파의 염려가 없기 때문에 더 이상 전원을 공급할 필요가 없다.Referring to FIG. 3, the heating wire control unit 140 determines whether the pipe temperature measurement value exceeds the operation temperature set value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit 150 ( S310 ). When the temperature of the pipe rises through the power supply to the heating wire 110 and exceeds the set operating temperature, there is no fear of freezing, so there is no need to supply power anymore.

배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는 경우(S320) 발열선(110)에 공급되는 전원을 차단한다(S330). 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하면 동파의 위험을 벗어났기 때문에 전원을 차단하는 것이다.When the pipe temperature measurement value exceeds the operation temperature set value ( S320 ), the power supplied to the heating wire 110 is cut off ( S330 ). If the pipe temperature measurement exceeds the set operating temperature, it is out of danger of freezing, so the power is cut off.

그러나, 발열선 제어부(140)는 피크 제어부(150)의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치는 경우 발열선 부하 계산부(130)는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 상향 조정한다(S340). 전력 하한값을 더 높이면 전력 상한값과 전력 하한값 사이의 간격이 감소하기 때문에 전원을 차단 후 다시 전원을 공급하는 주기가 더 빨라지게 된다. 소정의 시간 동안 측정한 배관의 온도가 가동온도 설정값에 못미치면 배관의 동파를 방지하기 위해 전원을 공급하는 속도를 더 빠르게 하는 것이다.However, the heating wire control unit 140, if the pipe temperature measurement value does not reach the set operating temperature within a predetermined time through repeated control of the peak control unit 150, the heating wire load calculation unit 130 of the corresponding heating wire stored in the load DB The lower power limit is adjusted upward ( S340 ). When the lower power limit is increased, the interval between the upper power limit and the lower power limit decreases, so that the cycle of supplying power again after turning off the power becomes faster. If the temperature of the pipe measured for a predetermined time is less than the set operating temperature, the speed of supplying power to prevent freezing of the pipe is made faster.

피크 제어부(150)는 해당 발열선(110)의 전력 상한값에 도달 시 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 해당 발열선의 상향 조정된 전력 하한값에 도달 시 발열선에 전원이 다시 공급되도록 제어함으로써 발열선에 전원이 차단되었다가 공급되는 주기가 빨라지도록 한다(S350).The peak control unit 150 cuts the power supplied to the heating line when the upper limit of the power of the corresponding heating line 110 is reached, and controls the power to be supplied to the heating line again when the upper limit of the adjusted heating power of the corresponding heating line is reached. It is blocked so that the supply cycle is faster ( S350 ).

외부온도 센서부(160)는 건물 외부의 대기온도를 측정하여 외부온도 측정값을 출력한다.The external temperature sensor unit 160 measures the atmospheric temperature outside the building and outputs an external temperature measurement value.

외부온도 센서부(160)가 출력하는 외부온도 측정값의 구간에 따라 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 한다. 즉, 외부 대기의 온도 상태에 따라 전력 하한값을 구체적으로 계산하여 조정할 수 있다. 배관의 온도는 낮으나 외부 대기의 온도가 상대적으로 높은 경우는 배관의 온도도 낮고 외부 대기의 온도도 낮은 경우보다 전력 하한값이 상향 조정되는 정도가 작게 함으로써, 과부하를 방지할 뿐만 아니라 에너지를 효율적으로 사용할 수가 있다.The degree of upward adjustment of the lower limit value varies according to a section of the external temperature measurement value output from the external temperature sensor unit 160. That is, the lower power limit value can be specifically calculated and adjusted according to the temperature state of the external atmosphere. When the temperature of the piping is low, but the temperature of the outside atmosphere is relatively high, the degree of lowering the power lower limit is lower than that of the case where the temperature of the piping is low and the temperature of the outside atmosphere is lower, thereby preventing overload and efficiently using energy. Can be.

구체적인 계산 방법은 다음과 같다.The specific calculation method is as follows.

외부온도 측정값과 배관온도 측정값의 차이가 클수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 작게 하고, 차이가 작을수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 크게 한다.The larger the difference between the measured external temperature and the measured pipe temperature, the smaller the degree of upward adjustment of the lower limit, and the smaller the difference, the greater the upward adjustment of the lower limit.

다음의 전력 하한값은 각 발열선 별로 독립적으로 설정된다.The following power lower limit value is set independently for each heating wire.

조정된 전력 하한값 = 전력 하한값 + 기 설정된 가동온도 설정값/(외부온도 측정값 - 배관온도 측정값)×100 --------(식1)Adjusted power lower limit value = lower power limit value + preset operating temperature set value / (external temperature measurement value-pipe temperature measurement value) × 100 -------- (Equation 1)

식1을 이용하여 기존 전력 하한값을 조정할 수 있다.Equation 1 can be used to adjust the existing lower power limit.

예를 들어, 상한값 = 4800 kw, 하한값 = 4000 kwFor example, upper limit = 4800 kw, lower limit = 4000 kw

기 설정된 가동온도 설정값 = 3 ℃Preset operating temperature set value = 3 ℃

외부온도 측정값 = 5 ℃External temperature measurement = 5 ℃

배관온도 측정값 = 1 ℃ 라고 하자.Let's say the measured pipe temperature = 1 ° C.

조정된 전력 하한값 = 4000 + 3 / (5 - 1)×100 = 4000 + 0.75 ×100 = 4075Adjusted lower power limit = 4000 + 3 / (5-1) × 100 = 4000 + 0.75 × 100 = 4075

조정된 전력 하한값 = 4075 kwAdjusted lower power limit = 4075 kw

예를 들어, 상한값 = 4800 kw, 하한값 = 4000 kwFor example, upper limit = 4800 kw, lower limit = 4000 kw

기 설정된 가동온도 설정값 = 2 ℃Preset operating temperature set value = 2 ℃

외부온도 측정값 = 3 ℃External temperature measurement = 3 ℃

배관온도 측정값 = 0 ℃ 라고 하자.Let's say the measured pipe temperature = 0 ° C.

조정된 전력 하한값 = 4000 + 2 / (3 - 0)×100 = 4000 + 0.66 ×100 = 4066Adjusted lower power limit = 4000 + 2 / (3-0) × 100 = 4000 + 0.66 × 100 = 4066

조정된 전력 하한값 = 4066 kwAdjusted lower power limit = 4066 kw

예를 들어, 상한값 = 4800 kw, 하한값 = 4000 kwFor example, upper limit = 4800 kw, lower limit = 4000 kw

기 설정된 가동온도 설정값 = 2 ℃Preset operating temperature set value = 2 ℃

외부온도 측정값 = 2 ℃External temperature measurement = 2 ℃

배관온도 측정값 = 0 ℃ 라고 하자.Let's say the measured pipe temperature = 0 ° C.

조정된 전력 하한값 = 4000 + 2 / (2 - 0)×100 = 4000 + 1 ×100 = 4100Adjusted lower power limit = 4000 + 2 / (2-0) × 100 = 4000 + 1 × 100 = 4100

조정된 전력 하한값 = 4100 kwAdjusted lower power limit = 4100 kw

상기와 같은 방식으로 전력 하한값을 조정할 수 있으며, 외부온도 측정값과 배관온도 측정값의 차이가 작을수록 전력 하한값을 높아진다. 외부온도와 배관온도의 차이가 작을 때는 배관의 동파 위험이 더 커지기 때문에 전력 하한값을 더 높여서 발열선이 정지 후 가동하는 주기를 짧게함으로써 배관의 온도를 빨리 높일 수 있다. 전력 상한값과 전력 하한값의 차이가 작을수록 발열선이 정지/가동하는 주기는 짧아질 것이다.The lower power limit can be adjusted in the same manner as above, and the smaller the difference between the external temperature measurement and the pipe temperature measurement, the higher the power lower limit. When the difference between the external temperature and the pipe temperature is small, since the risk of freezing of the pipe becomes greater, the temperature of the pipe can be quickly increased by increasing the lower power limit and shortening the cycle in which the heating wire stops and operates. The smaller the difference between the upper power limit and the lower power limit, the shorter the period in which the heating wire stops / operates will be shorter.

측정값 기울기 계산부(170)는 발열선 별로 배관온도 측정값에 대한 변화의 추세를 파악하여 기울기 값을 계산한다.The measured value slope calculation unit 170 calculates the slope value by grasping the trend of the change in the measured pipe temperature for each heating line.

도 4를 참고하면, 발열선 제어부(140)는 피크 제어부(150)의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는지 판단한다(S410).Referring to FIG. 4, the heating wire control unit 140 determines whether the pipe temperature measurement value exceeds the operation temperature set value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit 150 ( S410 ).

배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는 경우(S420) 발열선(110)에 공급되는 전원을 차단한다(S430). When the pipe temperature measurement value exceeds the operation temperature set value ( S420 ), the power supplied to the heating wire 110 is cut off ( S430 ).

그러나, 발열선 제어부(140)는 피크 제어부(150)의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 측정값 기울기 계산부(170)가 계산한 기울기 값이 소정의 값 이상인 경우(S440) 발열선 부하 계산부(130)는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 그대로 유지한다(S450).However, the heating line control unit 140 does not reach the operating temperature set value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit 150, and the slope value calculated by the measured value slope calculation unit 170 is predetermined. If the value is greater than or equal to ( S440 ), the heating line load calculation unit 130 maintains the lower power limit value of the corresponding heating line stored in the load amount DB ( S450 ).

예를 들어, 30분동안 반복 제어를 통해 배관온도 측정값이 1℃, 가동온도 설정값이 3℃로 측정된 경우 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에는 못 미치지만, 일정 시간 간격으로 측정한 배관온도 측정값이 -1.5℃, -1℃, -0.3℃, 0.3℃, 1℃ 와 같이 관측된 경우 기울기 값이 1/2 이상인 경우에 해당하므로 발열선의 전력 하한값을 상향 조정하여 발열선에 전원을 공급 및 중단하는 반복 주기를 짧게 하지 않고 그대로 유지하여도 조만간 배관온도가 상승하여 동파의 위험으로부터 충분히 벗어날 수 있기 때문에 배관온도 측정값의 기울기 값이 소정의 값 이상인 경우는 해당 발열선의 전력 하한값을 그대로 유지하는 것이다.For example, if the pipe temperature measurement value is 1 ℃ and the operation temperature set value is 3 ℃ through repeated control for 30 minutes, the pipe temperature measurement value is less than the operation temperature set value, but measured at regular time intervals. When the measured pipe temperature is -1.5 ℃, -1 ℃, -0.3 ℃, 0.3 ℃, 1 ℃, it corresponds to the case where the slope value is more than 1/2, so adjust the power lower limit value of the heating wire upward to supply power to the heating wire. Even if the supply and interruption repetition cycles are maintained for a short time, the pipe temperature rises soon enough to escape the risk of freezing, so if the slope value of the pipe temperature measurement is more than a predetermined value, the lower power limit value of the corresponding heating wire is maintained. Is to maintain.

그러나, 피크 제어부(150)의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 측정값 기울기 계산부(170)가 계산한 기울기 값이 소정의 값 미만인 경우 발열선 부하 계산부(130)는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 상향 조정한다(S460). 시간에 따른 배관온도의 증가 정도가 너무 느리면 전력 하한값을 상향 조정함으로써, 발열선에 전원을 공급 및 중단하는 반복주기를 짧게 하여 해당 배관의 온도를 빨리 높여줄 필요가 있다. 이렇게 해야 동파의 위험으로부터 벗어날 수가 있기 때문이다.However, through repeated control of the peak control unit 150, when the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value within a predetermined time, and the slope value calculated by the slope calculation unit 170 is less than the predetermined value, the heating wire load The calculator 130 adjusts the lower power limit value of the corresponding heating wire stored in the load amount DB ( S460 ). If the increase in piping temperature over time is too slow, it is necessary to increase the temperature of the piping by shortening the repetition cycle of supplying and stopping power to the heating wire by adjusting the lower power limit upward. This is because you can escape from the dangers of freezing.

예를 들어, 30분동안 반복 제어를 통해 배관온도 측정값이 0℃, 가동온도 설정값이 3℃로 측정된 경우 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에는 못 미치고, 일정 시간 간격으로 측정한 배관온도 측정값이 -1.5℃, -1.2℃, -0.8℃, -0.4℃, 0℃ 와 같이 관측된 경우 기울기 값이 1/2 미만인 경우에 해당하므로 발열선의 전력 하한값을 상향 조정하여 발열선에 전원을 공급 및 중단하는 반복주기를 짧게 하고 해당 배관의 온도를 빨리 높여주어 동파의 위험에서 벗어나도록 한다.For example, if the pipe temperature measurement value is 0 ℃ and the operation temperature set value is 3 ℃ through repeated control for 30 minutes, the pipe temperature measurement value is less than the operation temperature set value, and the pipe is measured at regular time intervals. If the measured temperature is observed as -1.5 ℃, -1.2 ℃, -0.8 ℃, -0.4 ℃, 0 ℃, it corresponds to the case where the slope value is less than 1/2, so adjust the power lower limit value of the heating wire upward to supply power to the heating wire. Shorten the cycle of supply and interruption and increase the temperature of the relevant pipes quickly to avoid the risk of freezing.

외부온도 센서부(160)가 출력하는 외부온도 측정값의 구간에 따라 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하되, 외부온도 측정값과 배관온도 측정값의 차이가 클수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 작게 하고, 차이가 작을수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 크게 한다. 구체적인 방법은 상기의 식1을 이용하여 자세하게 설명하였으므로 생략한다.The degree of upward adjustment of the lower limit value varies according to the section of the external temperature measurement value output from the external temperature sensor unit 160, but the greater the difference between the external temperature measurement value and the pipe temperature measurement value, the smaller the degree of upward adjustment of the lower limit value. , The smaller the difference, the greater the degree to which the lower limit is adjusted upward. Since the detailed method has been described in detail using Equation 1 above, it will be omitted.

유량 제어부(180)는 배관 내부에 펌프와 같은 각종 제어기기를 이용하여 물이 흐르도록 유량을 제어한다. 유량 제어부(180)는 배관 내부를 통과하는 시간 당 물의 양을 제어할 수 있다.The flow control unit 180 controls the flow so that water flows using various controllers such as a pump inside the pipe. The flow control unit 180 may control the amount of water per hour passing through the inside of the pipe.

유량 제어부(180)에 의해 배관 내부를 흐르는 유량의 정도에 따라 전력 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 한다.The degree of upward adjustment of the lower power limit is varied according to the degree of the flow rate flowing through the pipe by the flow rate control unit 180.

즉, 피크 제어부(150)의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 측정값 기울기 계산부(170)가 계산한 기울기 값이 소정의 값 미만인 경우 발열선 부하 계산부(130)는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 상향 조정하는데, 이때 배관의 내부에 물이 흐르도록 유량 제어도 병행하고, 유량의 정도에 따라 전력 하한값을 단계적으로 조정하는 것이다.That is, when the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit 150, and the slope value calculated by the slope calculation unit 170 is less than the predetermined value, the heating wire load The calculation unit 130 adjusts the power lower limit value of the corresponding heating wire stored in the load DB upward, and at this time, the flow control is also performed so that water flows inside the pipe, and the power lower limit value is adjusted stepwise according to the degree of the flow rate.

배관 내부를 흐르는 유량이 적을 때는 전력 하한값을 상향 조정하는 정도를 높게 하여 발열선에 전원을 공급 및 중단하는 주기를 짧게 하고, 유량이 많을 때는 전력 하한값을 상향 조정하는 정도를 작게 하여 발열선에 전원을 공급 및 중단하는 주기를 길게 하여 에너지를 효율적으로 사용하면서 동파를 방지할 수 있다.When the flow rate inside the pipe is low, the degree of increasing the lower power limit is increased to shorten the cycle of supplying and stopping power to the heating wire, and when the flow rate is high, the amount of increasing the lower power limit is reduced to supply power to the heating wire. And it is possible to prevent freezing by using energy efficiently by lengthening the stopping cycle.

예를 들어, 배관 내부를 흐르는 물의 양의 정도에 따라 A, B, C, D, E 등급(A 등급에서 E 등급 방향으로 갈수록 물의 양이 적음)과 같이 5개 등급으로 나누고, 전력 하한값을 상향 조정하는 증가치에 따라 5개의 등급(1등급에서 5등급으로 갈수록 상향 조정의 정도가 작음)으로 상향 조정할 수 있다고 하자. For example, depending on the amount of water flowing inside the piping, divide it into 5 grades such as A, B, C, D, and E grades (the amount of water decreases from the A grade to the E grade), and raise the lower power limit. Suppose that you can adjust up to 5 levels (the degree of upward adjustment is smaller as you go from level 1 to level 5) depending on the adjusted value.

1등급으로 최대한 상향 조정하더라도 전력 상한값과 전력 하한값의 차이값의 50%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전력 상한값이 4800 kw, 전력 하한값이 4000 kw라고 하면 상한값과 하한값의 차이는 800kw가 되고, 하한값을 최대한 상향 조정하더라도 4000 + 800*1/2 = 4400kw를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 전력 하한값을 상향 조정할 때 1등급 = 4400kw, 2등급 = 4320kw, 3등급 = 4240kw, 4등급 = 4160kw, 5등급 = 4080kw 와 같이 등급에 따라 상향 조정할 수 있으며, 1등급으로 최대한 상향 조정하더라도 전력 상한값과 전력 하한값의 차이값의 50%에 해당하는 4400kw를 넘지 않도록 한다.It is desirable not to exceed 50% of the difference between the upper limit of power and the lower limit of power even if the maximum adjustment is made to the first level. For example, if the upper power limit value is 4800 kw and the lower power limit value is 4000 kw, the difference between the upper limit value and the lower limit value is 800 kw, and it is preferable not to exceed 4000 + 800 * 1/2 = 4400 kw even if the lower limit value is adjusted upward as much as possible. When the lower limit of power is adjusted upward, it can be adjusted according to the class such as 1st class = 4400kw, 2nd class = 4320kw, 3rd class = 4240kw, 4th class = 4160kw, 5th class = 4080kw. Do not exceed 4400kw, which is 50% of the difference value of the lower power limit.

배관 내부에 유량의 흐름이 감지되지 않는 E 등급인 경우 전력 하한값을 상향 조정하는 증가치는 1등급으로 전력 하한값을 최대로 높일 수 있다. 배관 내부를 흐르는 유량이 감지되지 않기 때문에 동파를 방지하기 위해 전력 하한값을 최대로 높여서 발열선에 전원을 공급 및 중단하는 주기를 짧게 한다. 그러나 배관 내부를 흐르는 유량의 양이 B 등급으로 일정 양 이상 꾸준히 흐른다면, 전력 하한값을 상향 조정하는 증가치는 4등급 정도로 작게 할 수 있다. 배관 내부에 물이 일정 수준 이상 흐르게 하면 전력 하한값은 4등급 정도로 작게 하여 전원을 공급 및 중단하는 주기를 어느정도 여유있게 하여도 배관의 동파를 충분히 방지할 수 있기 때문이다.In the case of an E class in which the flow of the flow is not sensed inside the pipe, the increase value for upward adjustment of the lower power limit can be increased to a maximum of 1 level. Since the flow rate inside the pipe is not sensed, the lower limit of the power is supplied to the heating wire and the cycle of supplying power to the heating wire is shortened by increasing the maximum power limit to prevent freezing. However, if the amount of flow flowing through the pipe steadily flows over a certain amount in the B class, the increase value for upward adjustment of the lower power limit can be made as small as the 4th class. This is because if the water flows inside the piping for a certain level or more, the lower limit of the power can be reduced to about 4 grades to sufficiently prevent the freezing of the piping even if the period of supplying and stopping the power is allowed to some extent.

도 6을 참고하면, 발열선 제어부(140)는 전력 상한값 및 전력 하한값과는 상관없이 일정시간 동안 운전, 일정시간 동안 정지를 반복하는 간헐 운전 방식으로 발열선(110)에 전원을 공급할 수도 있다. 간헐 운전 제어방식을 이용하면 일정 시간 가동 후 간헐적인 휴식기를 통해 에너지를 절감할 수 있다.Referring to FIG. 6, the heating wire control unit 140 may supply power to the heating wire 110 in an intermittent driving method that repeats operation for a certain period of time and stops for a predetermined period of time regardless of the upper and lower power limits. If the intermittent operation control method is used, energy can be saved through an intermittent break after operation for a certain period of time.

도 7을 참고하면, 발열선 제어부(140)는 발열선 회로별 각각의 가동온도 설정값을 설정하여 순간 초기 과부하에 따른 전력 손실을 예방하기 위해 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 현재의 배관온도 측정값이 가장 낮은 발열선 회로부터 순차적으로 전원을 공급하여 가동하는 순차 제어 방식을 사용한다.Referring to FIG. 7, the heating wire control unit 140 sets each operating temperature set value for each heating wire circuit to prevent power loss due to an instantaneous initial overload. Use a sequential control method that sequentially operates by supplying power from the heating line with the lowest pipe temperature measurement.

도 8을 참고하면, 진동 감지 센서부(190)가 지진 및 기타 외부 충격 발생 시 진동을 감지하여 파장의 크기가 일정 크기를 넘어서는 경우 발열선 제어부(140)는 전력을 차단하여 발열선 회로를 보호하는 기능도 가지고 있다. 또한, 발열선 제어부(140)의 동작특성을 분석하여 평상시보다 큰 파장이 감지될 경우 불량작동 및 노후로 인한 교체시기 등을 분석이 가능하다.Referring to FIG. 8, when the vibration detection sensor unit 190 detects vibration in the event of an earthquake or other external impact, and the size of the wavelength exceeds a certain size, the heating wire controller 140 cuts power to protect the heating wire circuit I also have In addition, by analyzing the operating characteristics of the heating wire control unit 140, it is possible to analyze the timing of replacement due to defective operation and aging when a wavelength larger than usual is detected.

도 9를 참고하면, 발열선 회로별 현재 전력 사용량 및 예상 전력 사용량을 확인하고, 설정하는 입출력 지시부(101)의 화면을 나타내며, 입출력 지시부(101)를 통해 발열선의 에너지를 절감하고 안전사고를 예방할 수 있다.Referring to FIG. 9, a screen of the input / output instruction unit 101 for checking and setting current power usage and expected power usage for each heating wire circuit is displayed, and the input / output instruction unit 101 can reduce energy of the heating wire and prevent safety accidents. have.

도 10을 참고하면, 본 발명에서 사용되는 각종 센서를 통해 데이터를 수집하고 에너지 사용 목표량을 입력하면 이를 분류, 저장, 비교, 가공, 연산 후 상기에서 설명한 피크 제어 및 발열선 제어 알고리즘을 적용하여 다양한 분석 결과를 사용자에게 그래프로 제공한다. 이를 통해서 동파방지 설비의 운전 및 에너지 사용내역과 추이를 분석할 수가 있다.Referring to FIG. 10, when data is collected through various sensors used in the present invention and energy use target amounts are inputted, classification, storage, comparison, processing, and calculation are performed, and then various analysis is performed by applying the peak control and heating wire control algorithms described above. The results are presented graphically to the user. Through this, it is possible to analyze the operation and energy use history and trends of the freeze prevention equipment.

이 밖에도 발열선의 특성을 고려하여 열선 길이에 따른 적정전류를 체크하고 과전류 경보를 발생시켜 전력을 차단하고, 운영자에게 통보하여 즉각적인 조치가 가능하며, 각 발열선의 에너지 사용량을 모니터링, 가동시간 정보 수집 및 경보 이력 관리 등 다양한 관리를 할 수 가 있다.In addition, taking into account the characteristics of the heating wire, it checks the proper current according to the length of the heating wire and generates an overcurrent alarm to cut off the power and notifies the operator to take immediate action, monitor the energy consumption of each heating wire, collect uptime information, and Various management such as alarm history management can be performed.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but those skilled in the art to which the present invention pertains can describe the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features, as described above. It should be understood that the embodiments are illustrative in all respects and not restrictive.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of the present invention is specified by the claims, which will be described later, rather than the detailed description, and all the changed or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. It should be interpreted as.

100...에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템
101...입출력 지시부
110...발열선
120...배관온도 센서부
121...전류감지 센서부
130...발열선 부하 계산부
140...발열선 제어부
150...피크 제어부
160...외부온도 계산부
170...측정값 기울기 계산부
180...유량 제어부
190...진동감지 센서부
100 ... Energy-saving smart freeze prevention system
101 ... I / O indicator
110 ... heating wire
120 ... Piping temperature sensor
121 ... current sensor
130 ... heating element load calculation unit
140 ... heating element control
150 ... peak control
160 ... outside temperature calculator
170 ... Measurement value slope calculation unit
180 ... flow control
190 ... vibration sensor

Claims (8)

배관의 외부에 설치되고 전원이 공급되면 열을 발생하는 복수의 발열선;
상기 배관의 외부온도를 측정하여 배관온도 측정값을 출력하는 배관온도 센서부;
발열선의 단위 길이당 부하량을 이용하여 각 발열선의 시공길이에 따른 전력 상한값을 계산하고, 발열선 별 전력 상한값에서 소정의 값을 뺀 값을 전력 하한값으로 계산하여 부하량 DB에 저장하는 발열선 부하 계산부;
상기 배관온도 센서부가 출력하는 배관온도 측정값을 발열선 별로 기 설정된 가동온도 설정값과 비교하여 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 상기 발열선에 전원이 공급되도록 제어하는 발열선 제어부;
상기 발열선 제어부에 의해 발열선에 공급되는 전력량을 측정하는 전류감지 센서부; 및
상기 전류감지 센서부를 통해 각 발열선에 일정 시간 동안 공급된 전력량을 측정하여 상기 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 상한값에 도달 시 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 상기 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값에 도달 시 상기 발열선에 전원이 다시 공급되도록 반복적으로 제어하는 피크 제어부를 포함하되,
상기 발열선 제어부는,
상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는 경우 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고,
상기 발열선 제어부는,
상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치는 경우 상기 발열선 부하 계산부는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 상향 조정하고,
상기 피크 제어부는 해당 발열선의 전력 상한값에 도달 시 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 해당 발열선의 상향 조정된 전력 하한값에 도달 시 상기 발열선에 전원이 다시 공급되도록 제어함으로써 발열선에 전원이 차단되었다가 공급되는 주기가 빨라지도록 하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템.
A plurality of heating wires installed outside the pipe and generating heat when power is supplied;
A pipe temperature sensor unit measuring the external temperature of the pipe and outputting a pipe temperature measurement value;
A heating line load calculation unit that calculates an upper power limit value according to the construction length of each heating line by using a load per unit length of the heating line, calculates a value obtained by subtracting a predetermined value from the upper power limit value for each heating line, and stores it in the load DB;
A heating wire control unit that controls the supply of power to the heating wire when the pipe temperature measurement value falls below a preset operating temperature set value by comparing the pipe temperature measurement value output by the pipe temperature sensor unit with a preset operating temperature set value for each heating wire;
A current sensing sensor unit measuring the amount of power supplied to the heating wire by the heating wire controller; And
Measures the amount of power supplied to each heating wire for a certain period of time through the current sensing sensor unit, cuts off the power supplied to the heating wire when the power upper limit value of the heating wire stored in the load DB is reached, and cuts the power of the heating wire stored in the load DB When the lower limit value is reached, it includes a peak control unit that repeatedly controls so that power is supplied to the heating wire again,
The heating wire control unit,
When the pipe temperature measurement value exceeds the set operation temperature within a predetermined time through repeated control of the peak control unit, the power supplied to the heating wire is cut off,
The heating wire control unit,
When the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value within a predetermined time through repetitive control of the peak control unit, the heating line load calculation unit adjusts the power lower limit value of the corresponding heating line stored in the load amount DB upward,
The peak control unit cuts off the power supplied to the heating line when the power upper limit of the heating line is reached, and controls the power to be supplied to the heating line again when the upper limit of the adjusted power of the heating line is reached. Energy-saving smart freeze prevention system, characterized in that the cycle is supplied faster.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
건물 외부의 대기온도를 측정하여 외부온도 측정값을 출력하는 외부온도 센서부를 더 포함하고,
상기 외부온도 센서부가 출력하는 외부온도 측정값의 구간에 따라 상기 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising an external temperature sensor for measuring the outside temperature of the building and outputting the measured outside temperature,
Energy-saving smart freeze prevention system, characterized in that the degree of upward adjustment of the lower limit according to the section of the external temperature measurement value output from the external temperature sensor.
배관의 외부에 설치되고 전원이 공급되면 열을 발생하는 복수의 발열선;
상기 배관의 외부온도를 측정하여 배관온도 측정값을 출력하는 배관온도 센서부;
발열선의 단위 길이당 부하량을 이용하여 각 발열선의 시공길이에 따른 전력 상한값을 계산하고, 발열선 별 전력 상한값에서 소정의 값을 뺀 값을 전력 하한값으로 계산하여 부하량 DB에 저장하는 발열선 부하 계산부;
상기 배관온도 센서부가 출력하는 배관온도 측정값을 발열선 별로 기 설정된 가동온도 설정값과 비교하여 배관온도 측정값이 가동온도 설정값 이하로 떨어지는 경우 상기 발열선에 전원이 공급되도록 제어하는 발열선 제어부;
상기 발열선 제어부에 의해 발열선에 공급되는 전력량을 측정하는 전류감지 센서부;
상기 전류감지 센서부를 통해 각 발열선에 일정 시간 동안 공급된 전력량을 측정하여 상기 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 상한값에 도달 시 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고, 상기 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값에 도달 시 상기 발열선에 전원이 다시 공급되도록 반복적으로 제어하는 피크 제어부; 및
배관온도 측정값에 대한 변화의 추세를 파악하여 기울기 값을 계산하는 측정값 기울기 계산부를 포함하되,
상기 발열선 제어부는,
상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값을 초과하는 경우 상기 발열선에 공급되는 전원을 차단하고,
상기 발열선 제어부는,
상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 상기 측정값 기울기 계산부가 계산한 기울기 값이 소정의 값 이상인 경우 상기 발열선 부하 계산부는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 그대로 유지하고,
상기 피크 제어부의 반복 제어를 통해 소정의 시간 내에 상기 배관온도 측정값이 가동온도 설정값에 못 미치고, 상기 측정값 기울기 계산부가 계산한 기울기 값이 소정의 값 미만인 경우 상기 발열선 부하 계산부는 부하량 DB에 저장된 해당 발열선의 전력 하한값을 상향 조정하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템.
A plurality of heating wires installed outside the pipe and generating heat when power is supplied;
A pipe temperature sensor unit measuring the external temperature of the pipe and outputting a pipe temperature measurement value;
A heating line load calculation unit that calculates an upper power limit value according to the construction length of each heating line by using a load per unit length of the heating line, calculates a value obtained by subtracting a predetermined value from the upper power limit value for each heating line, and stores it in the load DB;
A heating wire control unit that controls the supply of power to the heating wire when the pipe temperature measurement value falls below a preset operating temperature set value by comparing the pipe temperature measurement value output by the pipe temperature sensor unit with a preset operating temperature set value for each heating wire;
A current sensing sensor unit measuring the amount of power supplied to the heating wire by the heating wire controller;
Measures the amount of power supplied to each heating wire for a certain period of time through the current sensing sensor unit, cuts off the power supplied to the heating wire when the power upper limit value of the heating wire stored in the load DB is reached, and cuts the power of the heating wire stored in the load DB A peak control unit that repeatedly controls power to be supplied to the heating wire again when a lower limit value is reached; And
It includes a measured value slope calculation unit to calculate the slope value by grasping the trend of the change in the pipe temperature measurement value,
The heating wire control unit,
When the pipe temperature measurement value exceeds the set operation temperature within a predetermined time through repeated control of the peak control unit, the power supplied to the heating wire is cut off,
The heating wire control unit,
When the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit, and the slope value calculated by the measured value slope calculation unit is greater than or equal to a predetermined value, the heating line load calculation unit is configured to load DB. Maintain the lower power limit value of the corresponding heating wire,
If the pipe temperature measurement value does not reach the operation temperature set value within a predetermined time through repeated control of the peak control unit, and the slope value calculated by the measurement value slope calculation unit is less than a predetermined value, the heating line load calculation unit loads the load DB. Energy-saving smart freeze prevention system, characterized in that the lower limit of the power of the corresponding heating wire is adjusted upward.
청구항 5에 있어서,
건물 외부의 대기온도를 측정하여 외부온도 측정값을 출력하는 외부온도 센서부를 더 포함하고,
상기 외부온도 센서부가 출력하는 외부온도 측정값의 구간에 따라 상기 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하되, 외부온도 측정값과 배관온도 측정값의 차이가 클수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 작게 하고, 차이가 작을수록 하한값을 상향 조정하는 정도를 크게 하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템.
The method according to claim 5,
Further comprising an external temperature sensor for measuring the outside temperature of the building and outputting the measured outside temperature,
The degree of upward adjustment of the lower limit value varies according to the section of the external temperature measurement value output from the external temperature sensor unit, but as the difference between the external temperature measurement value and the pipe temperature measurement value increases, the degree of upward adjustment of the lower limit value decreases. Energy saving smart freezing protection system characterized in that the smaller the larger the degree of upward adjustment of the lower limit.
청구항 5에 있어서,
배관 내부에 물이 흐르도록 유량을 제어하는 유량 제어부를 더 포함하고,
상기 유량 제어부에 의해 배관 내부를 흐르는 유량의 정도에 따라 상기 하한값을 상향 조정하는 정도를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템.
The method according to claim 5,
Further comprising a flow control unit for controlling the flow rate to flow water inside the pipe,
Energy-saving smart freeze prevention system, characterized in that the degree of upward adjustment of the lower limit value according to the degree of flow through the pipe by the flow control unit.
청구항 1에 있어서,
지진 및 외부 충격 시 발생하는 진동에 대한 파장을 측정하는 진동감지 센서부를 더 포함하고.
상기 발열선 제어부는 진동감지 센서부가 측정한 파장의 크기가 일정 크기를 넘어서는 경우 전력을 차단하여 발열선 회로를 보호하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 스마트 동파방지 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a vibration detection sensor unit for measuring the wavelength of the vibration generated during the earthquake and external impact.
The heating line controller is an energy-saving smart freeze protection system characterized by protecting the heating line circuit by cutting off power when the size of the wavelength measured by the vibration sensor exceeds a predetermined size.
KR1020200000684A 2020-01-03 2020-01-03 Energy-saving smart freeze protection system KR102114709B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200000684A KR102114709B1 (en) 2020-01-03 2020-01-03 Energy-saving smart freeze protection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200000684A KR102114709B1 (en) 2020-01-03 2020-01-03 Energy-saving smart freeze protection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102114709B1 true KR102114709B1 (en) 2020-05-25

Family

ID=70914420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200000684A KR102114709B1 (en) 2020-01-03 2020-01-03 Energy-saving smart freeze protection system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102114709B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210147344A (en) * 2020-05-28 2021-12-07 주식회사 라온익스 Pipe Freeze Prevention Heating Wire Controller with IoT
KR102354892B1 (en) * 2021-04-05 2022-01-24 주식회사 데카엔지니어링 Integrated heater management system and method for freeze protection and condensation prevention

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140049759A (en) 2012-10-18 2014-04-28 한국토지주택공사 Apparatus for controlling heating cable for freezing burst prevention
KR101479960B1 (en) 2014-09-22 2015-01-08 조행훈 Power saving system and the method of heater
KR20150093343A (en) * 2014-02-07 2015-08-18 송창석 A Smart Energy Saving Temperature Controller for Preventing to Freeze and a Smart Control System Using the Same
KR101934726B1 (en) 2018-03-27 2019-01-03 한국남동발전주식회사 Heating cable Smart control and monitoring device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140049759A (en) 2012-10-18 2014-04-28 한국토지주택공사 Apparatus for controlling heating cable for freezing burst prevention
KR20150093343A (en) * 2014-02-07 2015-08-18 송창석 A Smart Energy Saving Temperature Controller for Preventing to Freeze and a Smart Control System Using the Same
KR101479960B1 (en) 2014-09-22 2015-01-08 조행훈 Power saving system and the method of heater
KR101934726B1 (en) 2018-03-27 2019-01-03 한국남동발전주식회사 Heating cable Smart control and monitoring device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210147344A (en) * 2020-05-28 2021-12-07 주식회사 라온익스 Pipe Freeze Prevention Heating Wire Controller with IoT
KR102354892B1 (en) * 2021-04-05 2022-01-24 주식회사 데카엔지니어링 Integrated heater management system and method for freeze protection and condensation prevention

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102114709B1 (en) Energy-saving smart freeze protection system
AU2011101045B4 (en) Method and apparatus for monitoring a condition of a meter
US6361205B2 (en) Method of determining contact wear in a trip unit
US7801648B2 (en) Automatic trip device and control method thereof
KR102084784B1 (en) Method for managing the operation of Photovoltaic Power Generation based on machine learning
US9733285B2 (en) Dynamic thermal mapping
KR101225125B1 (en) Remote automatic control system and control method having diagnosis function of accident prediction through monitor-analysis of electric quality
CN105785164B (en) The judgment method and system of surge protector life expectancy
EP1826364B1 (en) Method for determining limit exceedance
JP2008109813A (en) Demand controller and power consumption system
KR20110094431A (en) Measurement apparatus of power quality
US6727821B2 (en) Apparatus and method for predicting an overload trip for an electrical power transformer
CN112985644A (en) Bus duct abnormal temperature rise early warning method and system
CN112595434B (en) Distributed optical fiber temperature measurement intelligent monitoring system
KR20210020574A (en) Outlet module capable of pre-fire prevention and production equipment applying the same
KR20230034393A (en) Digital protection relays and digital protection relay monitoring systems
KR101881411B1 (en) Arc detection and shutdown method in pv system and pv energy storage system
CN112015165A (en) Temperature controller self-checking method, system and storage medium thereof
KR20170014358A (en) Temperature-rise test automation system and method for electric power equipment using prediction algorithm
KR102337580B1 (en) Photovoltaic system
KR100995709B1 (en) Load management equipment for oil filled transformers
CN103175632B (en) Electrical equipment real-time temperature calculation method and protective device
US20180375467A1 (en) Method and device for evaluating the energy produced by an electric arc in a photovoltaic installation
Polyakov et al. Definition of the remaining life of power-transmission lines with cross-linked polyethylene insulation
JP2002238147A (en) Temperature calculation type overload protective relay

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant