KR102345141B1

KR102345141B1 - Metal heater and freeze prevention system using the same

Info

Publication number: KR102345141B1
Application number: KR1020210042912A
Authority: KR
Inventors: 나현웅; 정상문
Original assignee: (주)나산플랜트
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2021-12-30

Abstract

An embodiment of the present invention discloses a metal heater with an improved performance by adopting a parallel PTC heater, and a system for preventing bursting due to freezing of a pipe using the same. The disclosed system for preventing bursting due to freezing comprises: a plurality of metal heaters installed at predetermined intervals in a pipe; a pipe temperature sensor installed in the pipe to detect a temperature around the pipe; an ambient temperature sensor that detects the ambient temperature of a site for which the pipe is installed; and a controller that allows a serial number, an operating temperature, and an overcurrent value to be set, receives a temperature from the temperature sensors when the operation starts, and receives a heater operation current from a current sensor to control the metal heater.

Description

Metal heater and freeze prevention system using the same

본 발명은 배관 동파 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 병렬 PTC 히터를 채용하고 공기층을 형성하여 성능을 개선한 메탈히터 및 이를 이용한 배관 동파 방지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe freeze prevention device, and more particularly, to a metal heater having improved performance by employing a parallel PTC heater and forming an air layer, and a pipe freezing prevention system using the same.

일반적으로, 건축물이나 물류창고 등에는 소방수를 위한 배관과 상하수도 배관, 공조 배관과 같은 복잡한 배관망이 구비되어 있고, 이러한 배관들이 겨울에 한파로 파손되는 것을 방지하기 위해 다양한 동파 방지 기술을 적용하고 있다.In general, a complex pipe network such as pipes for fire water, water and sewage pipes, and air conditioning pipes is provided in buildings or warehouses, and various freeze prevention technologies are applied to prevent these pipes from being damaged by cold waves in winter.

배관 동파 방지기술은 단열에 의한 보온 혹은 히팅을 통해 물의 동결을 방지하는 보온방식과, 물의 순환이나 흐름을 허용하여 동결을 방지하는 방식, 물의 응고 팽창을 허용하는 대응방식 등으로 구분할 수 있으나 주로 보온방식이 널리 사용되고 있다.Pipe freeze prevention technology can be divided into a thermal insulation method that prevents freezing of water through insulation or heating, a method that prevents freezing by allowing the circulation or flow of water, and a countermeasure method that allows the coagulation and expansion of water. The method is widely used.

보온방식에 널리 사용되는 열선으로는 벨트히터(실리콘히터), 정온전선, 정전력 히터 등이 있는데, 벨트히터는 저렴하나 화재위험이 크므로 대형건물에서는 정온전선을 주로 사용하고 있었으나 최근에는 화재 위험성이 낮고 관리가 용이한 메탈히터를 이용한 동파 방지 기술이 널리 각광을 받고 있다.There are belt heaters (silicon heaters), constant temperature wires, and static electricity heaters as heating wires widely used in the thermal insulation method. Belt heaters are inexpensive but have a high fire risk, so constant temperature wires were mainly used in large buildings. This low-maintenance, easy-to-manage metal heater is widely used to prevent freeze-up technology.

메탈히터를 이용한 동파 방지기술로는 특허 등록번호 제10-1864991호로 공고된 '메탈 히터 시스템'이 널리 알려져 있다. 특허로 등록된 상기 메탈 히터 시스템은 배관의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배관의 하단 표면에 결합되는 복수 개의 메탈 히터와, 메탈 히터를 배관에 고정하는 밴드, 배관에 결합되어 배관 온도를 측정하는 온도센서, 메탈 히터의 동작을 제어하는 메탈 히터 제어부 등을 포함하여 메탈히터가 배관과 결합되는 부위에 열을 전도하여 배관 내에서 대류가 발생하도록 된 것이다.As a freeze prevention technology using a metal heater, the 'metal heater system' announced with Patent Registration No. 10-1864991 is widely known. The metal heater system registered as a patent includes a plurality of metal heaters coupled to the lower surface of the pipe at regular intervals along the longitudinal direction of the pipe, a band fixing the metal heater to the pipe, and coupled to the pipe to measure the pipe temperature. It includes a temperature sensor and a metal heater controller that controls the operation of the metal heater, and conducts heat to the portion where the metal heater is coupled to the pipe to generate convection in the pipe.

종래의 동파 방지 시스템에 사용되는 메탈히터는 대부분 하부 본체의 돌출부위에 PTC 발열체를 설치하고 상부 본체와 사이에 실리콘으로 내부를 충진시켜 지지하는 구조로서 구성이 복잡하고, 히팅온도에 도달하기까지 시간이 걸리는 문제점이 있다.Most of the metal heaters used in conventional freeze protection systems have a structure that installs a PTC heating element on the protruding part of the lower body and fills the inside with silicon to support the upper body. There is a problem that takes

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 몸체의 구조를 단순화함과 아울러 병렬 PTC 히터 구조를 채택하여 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 온도에 대한 반응속도가 빨라 강한 한파에서도 양호한 보온특성을 제공할 수 있는 메탈히터 및 이를 이용한 배관 동파 방지 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve these conventional problems, and an object of the present invention is to simplify the structure of the body and to improve reliability by adopting a parallel PTC heater structure, and to provide a strong response speed to temperature. It is to provide a metal heater capable of providing good thermal insulation properties even in cold waves and a pipe freezing prevention system using the same.

본 발명의 다른 목적은 배관의 관경에 따라 교체가 용이한 구조의 배관 인터페이스를 채택하여 현장에서 설치가 용이한 메탈히터 및 이를 이용한 배관 동파 방지 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a metal heater that is easy to install in the field by adopting a pipe interface having a structure that is easy to replace according to a pipe diameter, and a pipe freeze prevention system using the same.

본 발명의 또 다른 목적은 메탈히터를 일체형으로 하여 제조원가를 절감하면서 공기층을 형성하여 열 효율을 개선한 메탈히터 및 이를 이용한 배관 동파 방지 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a metal heater with improved thermal efficiency by forming an air layer while reducing manufacturing costs by integrating the metal heater, and a system for preventing freezing of pipes using the same.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터는 상면에 한쌍의 히터를 수용하기 위한 복수개의 장방형 홈이 형성되어 있고, 하면에 장변 방향으로 끼움 결합을 위한 가이드 홈이 형성된 하부 몸체와, 하면에 상기 하부 몸체에 대응되는 복수개의 장방형 홈이 형성된 상부 몸체와, 상기 장방형 홈에 각각 실장되는 한쌍의 PTC 히터와, 상기 한쌍의 PTC 히터에 전원을 병렬로 각각 공급하기 위한 전선과, 상기 하부 몸체와 상기 상부 몸체를 일체로 결합하기 위한 체결수단과, 상면에 상기 하부 몸체의 가이드 홈에 끼움 결합되는 가이드 돌기가 장변방향으로 형성되어 있고, 하면이 배관과 결합을 위해 원호형으로 되어 있는 배관 인터페이스를 포함한다.The metal heater according to the first embodiment of the present invention includes a lower body having a plurality of rectangular grooves formed on its upper surface for accommodating a pair of heaters, and a guide groove formed on its lower surface for fitting in the longitudinal direction, and the above on the lower surface. An upper body having a plurality of rectangular grooves corresponding to the lower body, a pair of PTC heaters respectively mounted in the rectangular grooves, an electric wire for respectively supplying power to the pair of PTC heaters in parallel, the lower body and the It includes a fastening means for integrally coupling the upper body, a pipe interface having a guide protrusion fitted to the guide groove of the lower body on the upper surface in the long side direction, and the lower surface having an arc shape for coupling with the pipe do.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터는 내부에 한쌍의 히터를 수용하기 위한 복수개의 관통 홀이 형성되어 있고, 하면에 장변 방향으로 끼움 결합을 위한 가이드 홈이 형성된 일체형 몸체와, 상기 관통 홀에 각각 실장되는 한쌍의 PTC 히터와, 상기 한쌍의 PTC 히터에 전원을 병렬로 각각 공급하기 위한 전선과, 상기 일체형 몸체의 후면에 체결되는 백커버와, 상기 전선을 통과시키기 위한 관통 홀이 형성되어 있고 상기 일체형 몸체의 전면에 체결되는 프론트커버와, 상면에 상기 몸체의 가이드 홈에 끼움 결합되는 가이드 돌기가 장변방향으로 형성되어 있고, 하면이 배관과 결합을 위해 원호형으로 되어 있는 배관 인터페이스를 포함한다.The metal heater according to the second embodiment of the present invention includes an integrated body having a plurality of through-holes formed therein for accommodating a pair of heaters, a guide groove formed on a lower surface for fitting in the long side direction, and the through-holes. A pair of PTC heaters respectively mounted on the and a front cover fastened to the front surface of the integral body, a guide protrusion fitted into the guide groove of the body on the upper surface in the long side direction, and a pipe interface having a lower surface in an arc shape for coupling with the pipe do.

상기 배관 인터페이스는 배관의 관경에 대응하여 상기 원호의 지름이 다르게 된 복수개로 구비한 후 배관의 관경에 따라 선택하여 사용할 수 있도록 된 것이다.The pipe interface is provided with a plurality of different diameters of the arcs corresponding to the diameter of the pipe, and can be selected and used according to the pipe diameter.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 메탈히터를 이용한 동파 방지 시스템은 배관에 소정 간격으로 설치되는 복수개의 메탈히터와, 상기 배관에 설치되어 배관 주위의 온도를 감지하기 위한 배관 온도센서와, 배관이 설치된 현장의 대기온도를 감지하기 위한 대기 온도센서와, 고유번호와 동작온도, 과전류값이 설정되어 있고, 동작이 시작되면 상기 온도센서들로부터 온도를 입력받고, 전류센서로부터 히터동작 전류를 입력받아 상기 메탈히터를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.And the freezing prevention system using a metal heater according to an embodiment of the present invention includes a plurality of metal heaters installed in a pipe at a predetermined interval, a pipe temperature sensor installed in the pipe to detect the temperature around the pipe, and the pipe installed A standby temperature sensor for detecting the ambient temperature of the site, a unique number, an operating temperature, and an overcurrent value are set, and when the operation starts, the temperature is received from the temperature sensors, and the heater operating current is received from the current sensor. A controller for controlling the metal heater is included.

상기 컨트롤러는 고유번호나 설정값을 입력하기 위한 조작부와, 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 전원변환기와, 제어신호에 따라 메탈히터로 전원을 공급 혹은 차단하는 전원분배기와, 메탈히터로 공급되는 전류값과 온도센서로부터 감지된 온도를 입력받기 위한 측정부와, 동작상태를 표시하기 위한 표시부와, 외부 디바이스와 유선이나 무선으로 통신하기 위한 통신부와, 전원변환기의 직류전원으로 동작하면서 상기 조작부의 조작에 따라 고유번호와 각종 파라메터를 설정하고 상기 측정부로부터 입력된 전류와 온도에 따라 상기 전원분배기를 제어하며, 동작상태를 상기 표시부에 표시하고 상기 통신부를 통해 외부 디바이스와 통신하는 감시제어부로 구성된 것이다.The controller includes a control unit for inputting a unique number or set value, a power converter that receives AC power and converts it into DC power, a power distributor that supplies or cuts power to or off the metal heater according to a control signal, and a metal heater. A measuring unit for receiving the current value and the temperature sensed from the temperature sensor, a display unit for displaying an operating state, a communication unit for communicating with an external device by wire or wirelessly, and the operation unit while operating with DC power of a power converter A monitoring control unit that sets a unique number and various parameters according to the operation of it is composed

본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 병렬 히터를 사용할 수 있어 강한 한파에서도 신속하게 반응하여 동파를 방지할 수 있고, 메탈히터의 구성이 간단하여 설치가 용이하며, 특히 배관 인터페이스를 교체하여 관경이 다른 배관에도 쉽게 설치할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to use a plurality of parallel heaters to prevent freezing by reacting quickly even to strong cold waves, and the configuration of the metal heater is simple to facilitate installation. It has the effect that it can be easily installed in other pipes.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 메탈히터 몸체를 상부와 하부로 분리하지 않고 일체형으로 하여 제조공정의 단순화를 통해 제조원가를 절감시킴과 아울러 PTC 히터의 상부 공간에 공기층을 형성하여 열효율을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the metal heater body is integrally formed without separating the upper and lower parts to reduce the manufacturing cost through the simplification of the manufacturing process and to improve thermal efficiency by forming an air layer in the upper space of the PTC heater. There are advantages that can be

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배관 동파 방지 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 컨트롤러의 구성 블럭도,
도 3은 도 2에 도시된 컨트롤러의 동작 순서도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도,
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도,
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도,
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 단면도,
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도,
도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도,
도 15는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도,
도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 단면도,
도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도,
도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도,
도 19는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도,
도 20은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 단면도,
도 21은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도,
도 22는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도,
도 23은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터의 단면도,
도 24는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이다.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a pipe freezing prevention system according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a block diagram of the configuration of the controller shown in Figure 1;
3 is an operation flowchart of the controller shown in FIG. 2;
4 is a state diagram of a metal heater according to a first embodiment of the present invention;
5 is an exploded perspective view of a metal heater according to a first embodiment of the present invention;
6 is a combined perspective view of a metal heater according to a first embodiment of the present invention;
7 is a state diagram of a metal heater according to a second embodiment of the present invention;
8 is an exploded perspective view of a metal heater according to a second embodiment of the present invention;
9 is a combined perspective view of a metal heater according to a second embodiment of the present invention;
10 is an exploded perspective view of a metal heater according to a third embodiment of the present invention;
11 is a combined perspective view of a metal heater according to a third embodiment of the present invention;
12 is a cross-sectional view of a metal heater according to a third embodiment of the present invention;
13 is a state diagram of a metal heater according to a third embodiment of the present invention;
14 is an exploded perspective view of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention;
15 is a combined perspective view of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention;
16 is a cross-sectional view of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention;
17 is a state diagram of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention;
18 is an exploded perspective view of a metal heater according to a fifth embodiment of the present invention;
19 is a combined perspective view of a metal heater according to a fifth embodiment of the present invention;
20 is a cross-sectional view of a metal heater according to a fifth embodiment of the present invention;
21 is a state diagram of a metal heater according to a fifth embodiment of the present invention;
22 is a combined perspective view of a metal heater according to a sixth embodiment of the present invention;
23 is a cross-sectional view of a metal heater according to a sixth embodiment of the present invention;
24 is a state diagram of a metal heater according to a sixth embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. The present invention and the technical problems achieved by the practice of the present invention will become clearer by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배관 동파 방지 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 컨트롤러의 구성 블럭도이며, 도 3은 도 2에 도시된 컨트롤러의 동작 순서도이다.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a pipe freeze protection system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration block diagram of the controller shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an operation flowchart of the controller shown in FIG. to be.

본 발명의 실시예에 따른 배관 동파 방지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력분배반(10), 제1 배관(20)에 소정 간격으로 설치된 K개의 메탈히터(120-1~120-K; 120), 제N 배관(20)에 설치된 K개의 메탈히터(120-1~120-K), 제1 배관(20)에 설치된 메탈히터들을 제어하기 위한 제1 컨트롤러(110-1), 제N 배관(20)에 설치된 메탈히터들을 제어하기 위한 제N 컨트롤러(110-N), 설치 현장의 대기온도를 감지하기 위한 온도센서(132), 배관 주위의 온도를 감지하기 위한 온도센서(134), 중앙제어반(30), 인터넷(40), 모바일(50), 원격 PC(60) 등으로 구성된다. 배관(20)은 소방배관, 수도배관, 공조배관 등의 여러 배관이 혼합된 배관이거나 어느 한 종류의 배관일 수도 있고, 제1 내지 제 N 배관은 하나의 배관을 층으로 구분한 것이거나 설치 위치에 따라 그룹으로 구분한 것일 수도 있다. As shown in FIG. 1, the pipe freeze prevention system according to an embodiment of the present invention includes K metal heaters 120-1 to 120-K installed at predetermined intervals in the power distribution panel 10 and the first pipe 20. 120), the first controller 110-1 for controlling the K metal heaters 120-1 to 120-K installed in the N-th pipe 20, the metal heaters installed in the first pipe 20, the second Nth controller (110-N) for controlling the metal heaters installed in the N pipe (20), a temperature sensor (132) for detecting the ambient temperature of the installation site, a temperature sensor (134) for detecting the temperature around the pipe , a central control panel 30 , the Internet 40 , a mobile 50 , a remote PC 60 , and the like. The pipe 20 may be a pipe in which several pipes such as a fire fighting pipe, a water pipe, an air conditioning pipe, etc. are mixed or any type of pipe, and the first to Nth pipe is a pipe divided into layers or an installation location It may be classified into groups according to

도 1을 참조하면, 각 배관(20)에는 소정 간격으로 복수개의 메탈히터(120)들이 설치되어 있고, 배관주위의 온도를 측정하기 위한 온도센서(134)도 설치되어 있다. 예컨대, 메탈히터(120)는 5 내지 30m 간격으로 배치될 수 있고, 온도센서(134)도 적정 간격으로 복수개가 설치될 수도 있다.Referring to FIG. 1 , a plurality of metal heaters 120 are installed at predetermined intervals in each pipe 20 , and a temperature sensor 134 for measuring the temperature around the pipe is also installed. For example, the metal heater 120 may be arranged at intervals of 5 to 30 m, and a plurality of temperature sensors 134 may also be installed at an appropriate interval.

전력분배반(10)은 220V 교류전원을 입력받아 각 컨트롤러(110-1~110-N; 110)로 배분하기 위한 것이고, 컨트롤러(110)는 나중에 설명하는 바와 같이 소정의 동작 절차에 따라 메탈히터(120)에 공급되는 교류전원을 연결 혹은 차단하여 메탈히터(120)의 동작을 온/오프제어한다. 온도센서(132)는 컨트롤러나 배관 설치 현장의 실내, 실외 등 현장의 대기온도를 감지하기 위한 것으로, 복수개 설치될 수도 있다. The power distribution panel 10 receives 220V AC power and distributes it to each of the controllers 110-1 to 110-N; 110, and the controller 110 is a metal heater according to a predetermined operation procedure as will be described later. The operation of the metal heater 120 is controlled on/off by connecting or blocking the AC power supplied to the 120 . The temperature sensor 132 is for sensing the ambient temperature of the field, such as indoors or outdoors of a controller or a pipe installation site, and a plurality of temperature sensors may be installed.

메탈히터(120)는 종래의 정온전선과 달리 금속몸체에 PTC히터를 내장한 구조로서 금속몸체에 접촉된 배관에 열을 전달하여 배관이 동파되는 것을 방지하기 위한 것이다. 메탈히터(120)에 공급되는 전류는 전류센서를 통해 감지할 수 있다.The metal heater 120 has a structure in which a PTC heater is embedded in a metal body, unlike the conventional constant temperature wire, and is to transfer heat to the pipe in contact with the metal body to prevent the pipe from being frozen. The current supplied to the metal heater 120 may be detected through a current sensor.

컨트롤러(110)는 각 배관에 설치된 메탈히터를 식별하기 위한 고유번호와 동작온도, 과전류값이 설정되어 있고, 동작이 시작되면 온도센서들(132,134)로부터 온도를 입력받고, 전류센서(미도시)로부터 히터동작 전류를 입력받아 배관 주위의 온도가 설정된 제1 온도 이하로 하강하면 해당 배관에 설치된 메탈히터에 전원을 공급하여 메탈히터를 온시키고, 해당 배관 주위의 온도가 설정된 제2 온도 이상으로 상승하면 해당 메탈히터의 전원을 차단하여 메탈히터를 오프시키며, 감지된 히터동작 전류가 설정된 과전류값 이상이 되면 해당 메탈히터를 오프시키고 경보를 표출하는 것이다.The controller 110 has a unique number for identifying the metal heater installed in each pipe, an operating temperature, and an overcurrent value, and when the operation starts, receives the temperature from the temperature sensors 132 and 134, and a current sensor (not shown) When the temperature around the pipe falls below the set first temperature by receiving the heater operation current from the In this case, the metal heater is turned off by cutting off the power of the metal heater, and when the detected heater operation current exceeds the set overcurrent value, the metal heater is turned off and an alarm is displayed.

이러한 컨트롤러(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전원변환기(111), 전원분배기(112), 측정부(113), 조작부(114), 통신부(115), 표시부(116), 감시제어부(117) 등으로 구성될 수 있다. As shown in FIG. 2, the controller 110 includes a power converter 111, a power distributor 112, a measurement unit 113, a manipulation unit 114, a communication unit 115, a display unit 116, a monitoring control unit ( 117) and the like.

도 2를 참조하면, 전원변환기(111)는 220V 교류(AC) 전원을 입력받아 5 내지 12V의 직류(DC) 전원으로 변환하는 정류기로서, 전압강하 트랜스, 다이오드 브릿지, 레귤레이터 등으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the power converter 111 is a rectifier that receives 220V alternating current (AC) power and converts it into direct current (DC) power of 5 to 12V, and may include a voltage drop transformer, a diode bridge, a regulator, etc. .

전원분배기(112)는 전력 스위칭 소자를 포함하여 감시제어부(117)의 제어신호에 따라 메탈히터(120)로 공급되는 교류 전원을 연결 혹은 차단한다.The power distributor 112 connects or blocks the AC power supplied to the metal heater 120 according to the control signal of the monitoring and control unit 117 including the power switching element.

측정부(113)는 전류센서로부터 메탈히터로 공급되는 전류값을 입력받고, 온도센서(132,134)로부터 온도신호를 입력받아 감시제어부(117)로 전달한다.The measuring unit 113 receives the current value supplied to the metal heater from the current sensor, and receives the temperature signal from the temperature sensors 132 and 134 and transmits it to the monitoring control unit 117 .

조작부(114)는 버튼이나 키 등으로 구현되어 고유번호나 설정값을 입력할 수 있고, 표시부(116)는 LCD나 세그먼트, LED 등으로 구현되어 설정값이나 동작상태 등을 표시하기 위한 것이다. 조작부(114)와 표시부(116)는 터치스크린(터치패널) 형태로 구현될 수도 있다.The manipulation unit 114 is implemented as a button or key to input a unique number or set value, and the display unit 116 is implemented as an LCD, segment, LED, etc., to display a set value or an operating state. The manipulation unit 114 and the display unit 116 may be implemented in the form of a touch screen (touch panel).

통신부(115)는 RS422이나 블루투스 등과 같은 알려진 통신프로토콜에 따라 유선이나 무선 방식으로 외부 디바이스(중앙제어반)와 통신하기 위한 것이다.The communication unit 115 is for communicating with an external device (central control panel) in a wired or wireless manner according to a known communication protocol such as RS422 or Bluetooth.

감시제어부(117)는 도 3에 도시된 바와 같은 절차를 수행하기 위한 소프트웨어에 의해 동작하는 마이크로프로세서로 구현되어 전원변환기(111)의 직류전원이 공급되면 설치 단계에서 조작부(114)의 조작에 따라 설치된 메탈히터의 고유번호와 각종 파라메터를 설정한다. 설정이 완료된 후에는 측정부(113)로부터 입력되는 감지 전류와 온도센서(132,134)로부터 입력되는 감지 온도에 따라 전원분배기(112)를 제어하고, 동작상태를 표시부(116)에 표시하며, 통신부(115)를 통해 중앙제어반(30)과 같은 외부 디바이스와 통신한다.The monitoring control unit 117 is implemented as a microprocessor operated by software for performing the procedure as shown in FIG. 3 , and when the DC power of the power converter 111 is supplied, according to the operation of the operation unit 114 in the installation step Set the unique number and various parameters of the installed metal heater. After the setting is completed, the power distributor 112 is controlled according to the sensing current input from the measurement unit 113 and the sensing temperature input from the temperature sensors 132 and 134, and the operating state is displayed on the display unit 116, and the communication unit ( It communicates with an external device such as the central control panel 30 through 115).

도 3을 참조하면, 배관(20)에 메탈히터(120)를 설치한 후 초기 설정단계에서 메탈히터 동작 개시온도(Ton), 메탈히터 동작 정지온도(Toff), 과열 경보온도(Talm), 과전류 경보값(OC), 고유번호(ID) 등을 설정한다(S1,S2).Referring to FIG. 3 , after the metal heater 120 is installed in the pipe 20, in the initial setting stage, the metal heater operation start temperature (Ton), the metal heater operation stop temperature (Toff), overheat alarm temperature (Talm), overcurrent An alarm value (OC), a unique number (ID), etc. are set (S1, S2).

이후 센서들로부터 입력되는 전류와 온도를 체크하다가 감지온도(Tm)가 동작 개시온도(Ton)에 도달하면, 전원분배기(112)를 제어하여 메탈히터(120)를 온시켜 배관 주위의 온도가 상승되면서 대류에 의해 배관 내의 액체가 어는 것을 방지한다. 감지온도(Tm)가 동작 정지온도(Toff)에 도달하면, 전원분배기(112)를 제어하여 메탈히터의 동작을 정지시킨다(S3~S8). 만일, 감지온도(Tm)가 과열 경보온도(Talm) 이상이 되면 경보를 표출한다(S9).After checking the current and temperature input from the sensors, when the sensing temperature (Tm) reaches the operation start temperature (Ton), the metal heater 120 is turned on by controlling the power distributor 112 to increase the temperature around the pipe. It prevents the liquid in the pipe from freezing by convection. When the sensing temperature Tm reaches the operation stop temperature Toff, the power distributor 112 is controlled to stop the operation of the metal heater (S3 to S8). If the detected temperature Tm is higher than the overheat alarm temperature Talm, an alarm is displayed (S9).

한편, 센서들로부터 입력되는 전류와 온도를 체크하다가 측정 전류값(Cm)이 과전류 경보값(OC)을 벗어나면 메탈히터(120)를 오프시키고, 10분간 과열 경보동작 횟수를 카운트하여 4회 이상이 되면 경보를 표시한다(S10~S13). 이와 같이 과전류 동작 횟수를 카운트하는 것은 일시적인 돌입전류에 의해 경보가 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.On the other hand, if the measured current value (Cm) is out of the overcurrent alarm value (OC) while checking the current and temperature input from the sensors, the metal heater 120 is turned off, and the number of overheat alarm operations is counted for 10 minutes and more than 4 times When this occurs, an alarm is displayed (S10 to S13). Counting the number of overcurrent operations in this way is to prevent an alarm from being generated by a temporary inrush current.

실제에 있어서 본 발명의 실시예에 사용되는 히터는 온도가 상승하면 저항이 증가하는 PTC 히터이므로 온도를 일정하게 유지하는 자율 제어 기능이 있어 컨트롤러(110)에 의한 온도 제어 절차가 필요없을 수도 있으나 안전을 위해 2중으로 제어 절차를 수행할 수도 있다.In reality, since the heater used in the embodiment of the present invention is a PTC heater whose resistance increases when the temperature rises, it has an autonomous control function to keep the temperature constant, so a temperature control procedure by the controller 110 may not be necessary, but it is safe For this purpose, it is possible to perform the control procedure in duplicate.

다시 도 1을 참조하면, 중앙 제어반(30)은 메탈히터를 관리하기 위한 소프트웨어가 탑재된 PC 등으로 구현되어 해당 건물에 설치된 전체 메탈히터들의 동작상태를 관리할 수 있도록 되어 있다. 또한 중앙 제어반(30)은 인터넷(40)을 통해 원격 PC(60)나 스마트폰과 같은 모바일(50) 단말에 연결될 수 있고, 특히 모바일(50)에 메탈히터 관리앱을 설치하여 원격지에서도 메탈히터의 작동을 제어 및 감시할 수도 있다.Referring back to FIG. 1 , the central control panel 30 is implemented with a PC equipped with software for managing the metal heater, etc., so that the operating state of all metal heaters installed in the building can be managed. In addition, the central control panel 30 may be connected to a mobile 50 terminal such as a remote PC 60 or a smart phone through the Internet 40, and in particular, a metal heater management app is installed in the mobile 50 to install a metal heater in a remote location. It can also control and monitor the operation of

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도이다.4 is a state diagram of the metal heater according to the first embodiment of the present invention in use, FIG. 5 is an exploded perspective view of the metal heater according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a combined perspective view of a metal heater.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 메탈히터(120)는한쌍의 PTC 히터(121-1,121-2)와, 하부 몸체(122), 상부 몸체(123), 체결나사(124), 배관 인터페이스(125), 전선(126)으로 구성되어 원통형 배관(20)에 장착될 수 있도록 되어 있다.4 to 6 , the metal heater 120 according to the first embodiment of the present invention includes a pair of PTC heaters 121-1 and 121-2, a lower body 122, an upper body 123, and a fastening. It is composed of a screw 124 , a pipe interface 125 , and an electric wire 126 so that it can be mounted on the cylindrical pipe 20 .

한쌍의 PTC 히터(121-1,121-2)는 동일한 크기와 성능을 갖는 PTC 히터가 병렬로 연결된 것으로 전선(126)을 통해 전원이 공급되면 발열되도록 되어 있다. PTC 히터는 온도가 상승하면 저항이 증가하는 PTC(PositiveTemperature Coefficient) 특성을 갖는 반도전성 폴리머(Conductive Polymer)를 두 평형 도체(버스) 사이에 압출시킨 후 절연 피복한 제품으로서, 예를 들면, 티탄산바륨계(BaTiO3계) 반도체와 같이 특정 온도 이상에서 급격한 저항 값이 증가를 나타내는 저항체에 전기를 인가하여 발열시키면, 자신의 저항치가 증가하면서 전류를 제한하여 외기의 온도나 전원전압의 변동에도 불구하고 그 온도를 거의 일정하게 유지시킬 수 있다.The pair of PTC heaters 121-1 and 121-2 are connected in parallel with PTC heaters having the same size and performance, and are configured to generate heat when power is supplied through the electric wire 126 . The PTC heater is a product in which a semiconducting polymer having a PTC (Positive Temperature Coefficient) characteristic, which increases resistance when the temperature rises, is extruded between two flat conductors (bus) and then insulated. For example, barium titanate When electricity is applied to a resistor that shows an abrupt increase in resistance above a certain temperature, such as a BaTiO3-based semiconductor, and heat is generated, its resistance value increases and the current is limited, which The temperature can be kept almost constant.

하부 몸체(122)는 상면에 한쌍의 메탈히터(121-1,121-2)를 수용하기 위해 2개의 장방형 실장홈(122a,122b)이 형성되어 있고, 하면에 장변 방향으로 배관 인터페이스(125)와 끼움 결합을 위한 가이드 홈(122d)이 형성되어 있다. 또한 하부 몸체(122)의 단변측 일방에는 장방형 실장홈(122a,122b)에 실장된 PTC 히터에 전원을 공급하기 위한 전선(126)이 통과할 수 있도록 홈(122c)이 형성되어 있다. The lower body 122 has two rectangular mounting grooves 122a and 122b formed on the upper surface to accommodate the pair of metal heaters 121-1 and 121-2, and is fitted with the pipe interface 125 in the long side direction on the lower surface. A guide groove 122d for coupling is formed. In addition, a groove 122c is formed in one side of the short side of the lower body 122 so that an electric wire 126 for supplying power to the PTC heater mounted in the rectangular mounting grooves 122a and 122b can pass therethrough.

상부 몸체(123)는 하면에 하부 몸체(122)에 대응되는 2개의 장방형 홈과 전선 관통 홈이 하부 몸체(122)와 대응되게 형성되어 있다. 이러한 하부 몸체(122)와 상부 몸체(123)는 열전도 특성이 양호한 금속재질로 형성될 수도 있고, 열효율을 높이기 위해 하부 몸체(122)는 열전도 특성이 양호한 금속재질, 상부 몸체(123)는 단열 특성이 양호한 플라스틱 등 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있다.The upper body 123 is formed with two rectangular grooves corresponding to the lower body 122 and a wire through groove on the lower surface to correspond to the lower body 122 . The lower body 122 and the upper body 123 may be formed of a metal material having good heat conduction properties, and in order to increase thermal efficiency, the lower body 122 is made of a metal material having a good heat conductivity property, and the upper body 123 has heat insulation properties. It may also be made of different materials, such as plastic, which is preferred.

또한 하부 몸체(122)와 상부 몸체(123)에는 나사(124)를 체결하기 위한 홀이 형성되어 있어 나사(124)에 의해 일체로 결합되어 내부에 한쌍의 PTC 히터(121-1,121-2)를 수용하기 위한 실장공간을 형성시킬 수 있도록 되어 있다.In addition, a hole for fastening the screw 124 is formed in the lower body 122 and the upper body 123, so that a pair of PTC heaters 121-1 and 121-2 are integrally coupled therein by the screw 124. It is designed to form a mounting space for accommodating it.

배관 인터페이스(125)는 열전도특성이 양호한 재질로 구현되고, 상면에 하부 몸체(122)의 가이드 홈(122d)에 끼움 결합되는 가이드 돌기(125b)가 장변방향으로 형성되어 있으며, 하면이 배관(20)과 결합을 용이하게 하기 위해 원호형(125a)으로 되어 있다. 이때, 배관 인터페이스(125)는 배관(20)의 관경에 대응하여 원호(125a)의 지름이 다르게 된 복수개로 구비한 후 배관(20)의 관경에 따라 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.The pipe interface 125 is made of a material having good thermal conductivity, and a guide protrusion 125b that is fitted into the guide groove 122d of the lower body 122 on the upper surface is formed in the long side direction, and the lower surface is the pipe 20 ) and has an arc shape (125a) to facilitate coupling. At this time, it is preferable to provide a plurality of the pipe interface 125 with different diameters of the arc 125a corresponding to the pipe diameter of the pipe 20 , and then select and use it according to the pipe diameter of the pipe 20 .

이와 같이 구성되는 제 1 실시예의 메탈히터(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 배관 인터페이스(125)가 배관(20)에 밀착된 상태로 설치되어 전선(126)을 통해 교류 전원이 인가되면 한쌍의 PTC 히터(121-1,121-2)가 신속하게 발열되면서 하부 몸체(122)와 배관 인터페이스(125)를 통해 배관(20)에 열을 절달하여 배관(20)의 동파를 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 4 , the metal heater 120 of the first embodiment configured as described above is installed in a state in which the pipe interface 125 is in close contact with the pipe 20 , and when AC power is applied through the electric wire 126 , a pair As the PTC heaters 121-1 and 121-2 of the PTC heaters 121-1 and 121-2 quickly heat up, heat is transferred to the pipe 20 through the lower body 122 and the pipe interface 125 to prevent freezing of the pipe 20.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도이며, 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도이다.7 is a state diagram of a metal heater according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is an exploded perspective view of a metal heater according to a second embodiment of the present invention, and FIG. It is a combined perspective view of a metal heater.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메탈히터(220)는 배관(20)에 밀착되는 배관 인터페이스(225)와, 한쌍의 PTC 히터(221-1,221-2), 일체형 몸체(222), 백커버(223), 프론트커버(224), 전선(226)으로 구성된다.7 to 9, the metal heater 220 according to the second embodiment of the present invention includes a pipe interface 225 in close contact with the pipe 20, a pair of PTC heaters 221-1 and 221-2, It is composed of an integrated body 222 , a back cover 223 , a front cover 224 , and an electric wire 226 .

한쌍의 PTC 히터(221-1,221-2)는 제 1 실시예의 PTC 히터(121-1,121-2)와 동일한 것이므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. Since the pair of PTC heaters 221-1 and 221-2 are the same as the PTC heaters 121-1 and 121-2 of the first embodiment, further description will be omitted.

일체형 몸체(222)는 내부에 한쌍의 메탈히터를 수용하기 위한 2개의 관통 홀(222a, 222b)이 형성되어 있고, 하면에 장변 방향으로 배관 인터페이스(225)와 끼움 결합을 위한 가이드 홈(222c)이 형성되어 있다. 한쌍의 PTC 히터(221-1,221-2)는 관통 홀(222a,222b)에 각각 실장되도록 되어 있다.The integrated body 222 has two through holes 222a and 222b for accommodating a pair of metal heaters therein, and a guide groove 222c for fitting with the pipe interface 225 in the long side direction on the lower surface. is formed. The pair of PTC heaters 221-1 and 221-2 are mounted to the through-holes 222a and 222b, respectively.

백커버(123)는 일체형 몸체(222)의 후면에 체결되고, 프론트커버(224)는 전선(226)을 통과시키기 위한 관통 홀이 형성되어 있으면서 일체형 몸체(222)의 전면에 체결된다.The back cover 123 is fastened to the rear surface of the integrated body 222 , and the front cover 224 is fastened to the front surface of the integrated body 222 while a through hole for passing the electric wire 226 is formed.

배관 인터페이스(225)는 상면에 일체형 몸체의 가이드 홈(222c)에 끼움 결합되는 가이드 돌기(225b)가 장변방향으로 형성되어 있고, 하면이 배관(20)과 결합을 위해 원호형(225a)으로 되어 있으며, 체결을 위한 나사(227)를 더 구비할 수도 있다.The pipe interface 225 has a guide protrusion 225b fitted to the guide groove 222c of the integrated body on the upper surface in the long side direction, and the lower surface is an arc shape 225a for coupling with the pipe 20. In addition, a screw 227 for fastening may be further provided.

이와 같이 구성되는 제 2 실시예의 메탈히터(220)는 도 7에 도시된 바와 같이 배관 인터페이스(225)가 배관(20)에 밀착된 상태로 설치되어 전선(226)을 통해 교류 전원이 인가되면 일체형 몸체(222) 속에 실장된 한쌍의 PTC 히터(221-1,221-2)가 신속하게 발열되면서 몸체(222)의 하부와 배관 인터페이스(225)를 통해 배관(20)에 열을 절달하여 배관의 동파를 방지할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the metal heater 220 of the second embodiment configured in this way is installed in a state in which the pipe interface 225 is in close contact with the pipe 20 and is integrated when AC power is applied through the electric wire 226 . A pair of PTC heaters 221-1 and 221-2 mounted in the body 222 rapidly heat up and deliver heat to the pipe 20 through the lower part of the body 222 and the pipe interface 225 to prevent freezing of the pipe. can be prevented

이러한 제 2 실시예의 메탈히터(220)는 몸체(222)가 일체형으로 되어 있으므로 별도의 조립이나 나사체결이 필요없어 보다 설치가 용이한 장점이 있다.The metal heater 220 of this second embodiment has the advantage of being easier to install since the body 222 is integrally formed, so there is no need for separate assembly or screwing.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도이며, 도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이다.10 is an exploded perspective view of a metal heater according to a third embodiment of the present invention, FIG. 11 is a combined perspective view of a metal heater according to a third embodiment of the present invention, and FIG. It is a cross-sectional view of a metal heater, and FIG. 13 is a state diagram of a metal heater according to a third embodiment of the present invention.

도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 메탈히터(320)는 한쌍의 PTC 히터(321-1,321-2), 일체형 몸체(322), 백커버(323), 프론트커버(324), 전선(225)으로 구성되어 몸체의 하부가 배관(20)에 밀착되어 설치되도록 되어 있다.10 to 13 , the metal heater 320 according to the third embodiment of the present invention includes a pair of PTC heaters 321-1 and 321-2, an integrated body 322, a back cover 323, and a front cover. 324 and the wire 225 are configured so that the lower part of the body is installed in close contact with the pipe 20 .

한쌍의 PTC 히터(321-1,321-2)는 제 1 실시예의 PTC 히터(121-1,121-2)와 동일한 것이므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. Since the pair of PTC heaters 321-1 and 321-2 are the same as the PTC heaters 121-1 and 121-2 of the first embodiment, further description will be omitted.

제3 실시예에 따른 일체형 몸체(322)는 배관(20)과 직접 접촉되는 하부의 바닥면(322c)의 양 변에 측벽(322d)이 수직으로 각각 세워지고, 그 위에 중앙부분이 돌출되도록 소정 각도의 경사를 갖는 경사면(322a,322b)이 삼각 지붕형태로 연결되어 내부에 한쌍의 PTC 히터(321-1,321-2)를 실장하기 위한 실장공간과 PTC 히터(321-1,321-2)에서 발생된 열이 상측으로 전달되는 것을 억제하기 위한 공기층(327)을 형성하고 있다.In the integrated body 322 according to the third embodiment, the sidewalls 322d are vertically erected on both sides of the bottom surface 322c of the lower portion in direct contact with the pipe 20, and the central portion thereof protrudes thereon. Inclined surfaces 322a and 322b having an angle of inclination are connected in the form of a triangular roof, and a mounting space for mounting a pair of PTC heaters 321-1 and 321-2 inside and PTC heaters 321-1 and 321-2 generated from An air layer 327 for suppressing heat transfer to the upper side is formed.

또한 일체형 몸체의 바닥면(322c)에 형성된 PTC 히터 지지부재(326)에 의해 한쌍의 PTC 히터(321-1,321-2)가 끼워 실장될 수 있도록 되어 있고, PTC 히터(321-1,321-2)와 상부 경사면(322a,322b) 사이에는 공기층(327)이 형성되어 있다. 바람직하게 측벽(322d)과 지지부재(326) 사이에도 공기층(327)이 연장 형성되어 PTC 히터(321-1,321-2)에서 발생된 열이 오직 몸체의 바닥면(322c)을 통해 배관(20)측으로만 전달될 수 있도록 되어 있다. In addition, a pair of PTC heaters 321-1 and 321-2 can be fitted and mounted by the PTC heater support member 326 formed on the bottom surface 322c of the integrated body, and the PTC heaters 321-1 and 321-2 and An air layer 327 is formed between the upper inclined surfaces 322a and 322b. Preferably, the air layer 327 is also formed to extend between the side wall 322d and the support member 326, so that the heat generated by the PTC heaters 321-1 and 321-2 only passes through the bottom surface 322c of the body to the pipe 20. It can only be transmitted to one side.

백커버(323)는 일체형 몸체(322)의 후면에 체결되고, 프론트커버(324)는 전선(325)을 통과시키기 위한 관통 홀이 형성되어 있으면서 일체형 몸체(322)의 전면에 체결되어 내부공간이 밀폐되도록 되어 있다.The back cover 323 is fastened to the rear surface of the integrated body 322, and the front cover 324 is fastened to the front surface of the integrated body 322 while having a through hole for passing the electric wire 325 to pass through, so that the inner space is formed. is to be sealed.

또한 일체형 몸체의 바닥면은 하면이 배관(20)과 결합을 위해 원호형으로 되어 있고, 배관(20)과의 밀착성을 향상시키기 위해 양측으로 날개(322e)가 연장되어 있다.In addition, the bottom surface of the integrated body has an arc-shaped lower surface for coupling with the pipe 20 , and wings 322e are extended on both sides to improve adhesion with the pipe 20 .

이와 같이 구성되는 제 3 실시예의 메탈히터(320)는 몸체의 바닥면(322c)이 배관(20)에 밀착된 상태로 설치되어 전선(325)을 통해 교류 전원이 인가되면 일체형 몸체(322) 속에 실장된 한쌍의 PTC 히터(321-1,321-2)가 신속하게 발열되면서 몸체(322)의 바닥면(322c)를 통해 배관(20)에 열을 절달하여 배관의 동파를 방지할 수 있다. 이때 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 공기층(327)에 의해 측벽(322d)과 상부 경사면(322a,322b)으로의 열전달은 억제되고, 배관(20) 측으로만 열이 전달되어 열효율을 개선할 수 있게 된다.The metal heater 320 of the third embodiment configured as described above is installed in a state in which the bottom surface 322c of the body is in close contact with the pipe 20 and AC power is applied through the electric wire 325 into the integrated body 322. As the mounted pair of PTC heaters 321-1 and 321-2 rapidly heats up, heat is transferred to the pipe 20 through the bottom surface 322c of the body 322 to prevent freezing of the pipe. At this time, according to the third embodiment of the present invention, heat transfer to the side wall 322d and the upper inclined surfaces 322a and 322b is suppressed by the air layer 327, and heat is transferred only to the pipe 20 side to improve thermal efficiency. be able to

도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도이고, 도 15는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도이며, 도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 단면도이고, 도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이다. 제 4 실시예는 제 3 실시예의 구조에서 배관과 접촉되는 날개 부분이 몸체(422)와 분리되는 구조로 변형되어 제1 내지 제 2 실시예와 같이 배관 인터페이스(428)를 통해 배관(20)에 접촉되는 구조이다.14 is an exploded perspective view of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 15 is a combined perspective view of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a fourth embodiment of the present invention It is a cross-sectional view of a metal heater, and FIG. 17 is a state diagram of a metal heater according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, in the structure of the third embodiment, the wing portion in contact with the pipe is transformed into a structure in which it is separated from the body 422, and is connected to the pipe 20 through the pipe interface 428 as in the first to second embodiments. It is a contact structure.

도 14 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 메탈히터(420)는 한쌍의 PTC 히터(421-1,421-2), 일체형 몸체(422), 백커버(423), 프론트커버(424), 전선(425), 및 배관 인터페이스(428)로 구성되어 배관 인터페이스(428)의 하부가 배관(20)에 밀착되어 설치되도록 되어 있다.14 to 17 , the metal heater 420 according to the fourth embodiment of the present invention includes a pair of PTC heaters 421-1 and 421-2, an integrated body 422, a back cover 423, and a front cover. 424 , an electric wire 425 , and a pipe interface 428 are configured such that the lower portion of the pipe interface 428 is installed in close contact with the pipe 20 .

제4 실시예에 따른 일체형 몸체(422)는 하부의 바닥면(422c)의 양 변에 측벽(422d)이 수직으로 각각 세워지고, 그 위에 중앙부분이 돌출되도록 소정 각도의 경사를 갖는 경사면(422a,422b)이 삼각 지붕형태로 연결되어 내부에 한쌍의 PTC 히터(421-1,421-2)를 실장하기 위한 실장공간과 PTC 히터(421-1,421-2)에서 발생된 열이 상측으로 전달되는 것을 억제하기 위한 공기층(427)을 형성하고 있다.In the integrated body 422 according to the fourth embodiment, side walls 422d are vertically erected on both sides of the bottom surface 422c of the lower portion, respectively, and the inclined surface 422a having a predetermined angle so that the central portion protrudes thereon. . An air layer 427 is formed for this purpose.

또한 일체형 몸체의 바닥면(422c)에 형성된 PTC 히터 지지부재(426)에 의해 한쌍의 PTC 히터(421-1,421-2)가 끼워 실장될 수 있도록 되어 있고, PTC 히터(421-1,421-2)와 상부 경사면(422a,422b) 사이에는 공기층(427)이 형성되어 있다.In addition, a pair of PTC heaters 421-1 and 421-2 can be fitted and mounted by the PTC heater support member 426 formed on the bottom surface 422c of the integrated body, and the PTC heaters 421-1 and 421-2 and An air layer 427 is formed between the upper inclined surfaces 422a and 422b.

이러한 제 4 실시예는 일체형 몸체(422)와 배관 인터페이스(428)가 분리되어 결합구조(428a)를 통해 끼움 결합되는 점을 제외하고는 제3 실시예와 실질적으로 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.This fourth embodiment is substantially the same as the third embodiment, except that the integrated body 422 and the pipe interface 428 are separated and fitted through the coupling structure 428a, so a further detailed description is omitted. decide to do

한편, 제 4 실시예의 배관 인터페이스(428)는 열전도특성이 양호한 재질로 구현되고, 상면에 일체형 몸체(422)와 결합을 위한 결합구조(428a)가 장변방향으로 형성되어 있으며, 하면이 배관(20)과 결합을 용이하게 하기 위해 원호형으로 되어 있다. 그리고 배관 인터페이스(428)는 배관(20)의 관경에 대응하여 원호의 지름이 다르게 하여 배관(20)의 관경에 따라 선택하여 사용할 수 있다.On the other hand, the pipe interface 428 of the fourth embodiment is implemented with a material having good thermal conductivity, a coupling structure 428a for coupling with the integrated body 422 is formed on the upper surface in the long side direction, and the lower surface is the pipe 20 ) and is in an arc shape to facilitate the connection. In addition, the pipe interface 428 may have a different arc diameter corresponding to the pipe diameter of the pipe 20 , and may be selected and used according to the pipe diameter of the pipe 20 .

이와 같이 구성되는 제 4 실시예의 메탈히터(420)는 도 17에 도시된 바와 같이 배관 인터페이스(428)가 배관(20)에 밀착된 상태로 설치되어 전선(425)을 통해 교류 전원이 인가되면 한쌍의 PTC 히터(421-1,421-2)가 발열되면서 몸체(422)의 바닥면과 배관 인터페이스(428)를 통해 배관(20)에 열을 절달하여 배관(20)의 동파를 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 17, the metal heater 420 of the fourth embodiment configured in this way is installed in a state in which the pipe interface 428 is in close contact with the pipe 20, and when AC power is applied through the electric wire 425, a pair As the PTC heaters 421-1 and 421-2 of PTC are heated, heat is transferred to the pipe 20 through the bottom surface of the body 422 and the pipe interface 428 to prevent freezing of the pipe 20.

도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 분리 사시도이고, 도 19는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도이며, 도 20은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 단면도이고, 도 21은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이다.18 is an exploded perspective view of a metal heater according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 19 is a combined perspective view of a metal heater according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. It is a cross-sectional view of a metal heater, and FIG. 21 is a state diagram of the metal heater according to the fifth embodiment of the present invention.

도 18 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 메탈히터(520)는 하나의 PTC 히터(521), 일체형 몸체(522), 백커버(523), 프론트커버(524), 전선(525)으로 구성되어 몸체의 하부가 배관(20)에 밀착되어 설치되도록 되어 있다.18 to 21 , the metal heater 520 according to the fifth embodiment of the present invention includes one PTC heater 521, an integrated body 522, a back cover 523, a front cover 524, It is composed of an electric wire 525 so that the lower part of the body is installed in close contact with the pipe 20 .

PTC 히터(521)는 단일 히터인 점을 제외하고는 앞서 설명한 실시예들의 PTC 히터와 동일한 것이므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. The PTC heater 521 is the same as the PTC heater of the above-described embodiments except that it is a single heater, and thus a further description thereof will be omitted.

제5 실시예에 따른 일체형 몸체(522)는 배관(20)과 직접 접촉되는 하부의 바닥면(522c)의 양 변에 측벽(522d)이 수직으로 각각 세워지고, 그 위에 중앙부분이 돌출되도록 다단으로 굴곡진 굴곡면(522a,522b)이 완만한 지붕형태로 연결되어 내부에 단일 PTC 히터(521)를 실장하기 위한 실장공간과 PTC 히터(521)에서 발생된 열이 상측으로 전달되는 것을 억제하기 위한 공기층(527)을 형성하고 있다.In the one-piece body 522 according to the fifth embodiment, sidewalls 522d are vertically erected on both sides of the bottom surface 522c of the lower portion in direct contact with the pipe 20, and the central portion protrudes thereon. The curved surfaces 522a and 522b are connected in a gentle roof shape to prevent a mounting space for mounting a single PTC heater 521 inside and heat generated from the PTC heater 521 from being transferred to the upper side. An air layer 527 for

또한 일체형 몸체의 바닥면(522c)에 형성된 PTC 히터 지지부재(526)에 의해 단일 PTC 히터(521)가 끼워 실장될 수 있도록 되어 있고, PTC 히터(521)와 상부 굴곡면(522a,522b) 사이에는 공기층(527)이 형성되어 있다. 바람직하게 측벽(522d)과 지지부재(526) 사이에도 공기층(527)이 연장 형성되어 PTC 히터(521)에서 발생된 열이 오직 몸체의 바닥면(522c)을 통해 배관(20)측으로만 전달될 수 있도록 되어 있다. In addition, the single PTC heater 521 can be fitted and mounted by the PTC heater support member 526 formed on the bottom surface 522c of the integrated body, and between the PTC heater 521 and the upper curved surfaces 522a and 522b. The air layer 527 is formed. Preferably, the air layer 527 is also formed to extend between the side wall 522d and the support member 526 so that the heat generated from the PTC heater 521 is transmitted only to the pipe 20 side through the bottom surface 522c of the body. it is made possible

백커버(523)는 일체형 몸체(522)의 후면에 체결되고, 프론트커버(524)는 전선(525)을 통과시키기 위한 관통 홀이 형성되어 있으면서 일체형 몸체(522)의 전면에 체결되어 내부공간이 밀폐되도록 되어 있다.The back cover 523 is fastened to the rear surface of the integrated body 522, and the front cover 524 is fastened to the front surface of the integrated body 522 while having a through hole for passing the electric wire 525 to pass therethrough, so that the internal space is formed. is to be sealed.

또한 일체형 몸체의 바닥면은 하면이 원형 배관(20)과 결합을 용이하게 하기 위해 원호형으로 되어 있고, 배관(20)과의 밀착성을 향상시키기 위해 양측으로 날개(522e)가 연장되어 배관(20)을 감쌀 수 있도록 되어 있다.In addition, the bottom surface of the integrated body has a circular arc shape to facilitate coupling with the circular pipe 20, and the wings 522e are extended to both sides to improve adhesion with the pipe 20, so that the pipe 20 ) to be covered.

이와 같이 구성되는 제 5 실시예의 메탈히터(520)는 몸체의 바닥면(522c)이 배관(20)에 밀착된 상태로 설치되어 전선(525)을 통해 교류 전원이 인가되면 일체형 몸체(522) 속에 실장된 단일 PTC 히터(521)가 발열되면서 몸체(522)의 바닥면(522c)를 통해 배관(20)에 열을 절달하여 배관의 동파를 방지할 수 있다. 이때 본 발명의 제 5 실시예에 따르면, 공기층(527)에 의해 측벽(522d)과 상부 굴곡면(522a,522b)으로의 열전달은 억제되고, 배관(20) 측으로만 열이 전달되어 열효율을 개선할 수 있게 된다.The metal heater 520 of the fifth embodiment configured as described above is installed in a state in which the bottom surface 522c of the body is in close contact with the pipe 20, and when AC power is applied through the wire 525, it is inserted into the integrated body 522. As the mounted single PTC heater 521 generates heat, heat is transferred to the pipe 20 through the bottom surface 522c of the body 522 to prevent freezing of the pipe. At this time, according to the fifth embodiment of the present invention, heat transfer to the side wall 522d and the upper curved surfaces 522a and 522b is suppressed by the air layer 527 , and heat is transferred only to the pipe 20 side to improve thermal efficiency be able to do

도 22는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터의 결합 사시도이고, 도 23은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터의 단면도이며, 도 24는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터의 사용 상태도이다.22 is a combined perspective view of a metal heater according to a sixth embodiment of the present invention, FIG. 23 is a cross-sectional view of a metal heater according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a metal heater according to the sixth embodiment of the present invention. It is a state diagram of the heater in use.

도 22 내지 도 24를 참조하면, 제 6 실시예는 제 5 실시예의 구조에서 배관과 접촉되는 날개 부분이 몸체(622)와 분리되는 구조로 변형되어 제1 내지 제 2 실시예와 같이 배관 인터페이스(628)를 통해 배관(20)에 접촉되는 구조이다.22 to 24, the sixth embodiment is transformed into a structure in which the wing portion in contact with the pipe is separated from the body 622 in the structure of the fifth embodiment, so that the pipe interface ( 628) through a structure in contact with the pipe 20.

본 발명의 제 6 실시예에 따른 메탈히터(520)는 하나의 PTC 히터(621), 일체형 몸체(622), 백커버(623), 프론트커버(624), 전선(625), 및 배관 인터페이스(628)로 구성되어 몸체(622)의 하부가 배관 인터페이스(628)를 통해 배관(20)에 밀착되어 설치되도록 되어 있다.The metal heater 520 according to the sixth embodiment of the present invention includes one PTC heater 621, an integrated body 622, a back cover 623, a front cover 624, an electric wire 625, and a pipe interface ( 628) so that the lower portion of the body 622 is installed in close contact with the pipe 20 through the pipe interface 628.

제 6 실시예의 일체형 몸체는 바닥면에 형성된 PTC 히터 지지부재(626)에 의해 단일 PTC 히터(621)가 끼워 실장될 수 있도록 되어 있고, PTC 히터(621)와 상부에는 공기층(627)이 형성되어 PTC 히터(621)에서 발생된 열이 오직 몸체의 바닥면과 배관 인터페이스(628)를 통해 배관(20)측으로만 전달될 수 있도록 되어 있다. In the integrated body of the sixth embodiment, a single PTC heater 621 can be fitted and mounted by a PTC heater support member 626 formed on the bottom surface, and an air layer 627 is formed on the PTC heater 621 and the upper part. The heat generated by the PTC heater 621 can be transferred only to the pipe 20 side through the bottom surface of the body and the pipe interface 628 .

이러한 제 6 실시예는 몸체(622)와 배관 인터페이스(628)가 분리되어 결합구조(628a)를 통해 끼움 결합되는 점을 제외하고는 제5 실시예와 실질적으로 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.This sixth embodiment is substantially the same as the fifth embodiment, except that the body 622 and the pipe interface 628 are separated and fitted through a coupling structure 628a, so a further detailed description will be omitted. do it with

한편, 제 6 실시예의 배관 인터페이스(628)는 열전도특성이 양호한 재질로 구현되고, 상면에 몸체(622)와 결합을 위한 결합구조(628a)가 장변방향으로 형성되어 있으며, 하면이 배관(20)과 결합을 용이하게 하기 위해 원호형으로 되어 있다. 그리고 배관 인터페이스(628)는 배관(20)의 관경에 대응하여 원호의 지름이 다르게 하여 배관(20)의 관경에 따라 선택하여 사용할 수 있다.On the other hand, the pipe interface 628 of the sixth embodiment is implemented with a material having good thermal conductivity, a coupling structure 628a for coupling with the body 622 is formed on the upper surface in the long side direction, and the lower surface is the pipe 20 It is in an arc shape to facilitate the connection with the In addition, the pipe interface 628 may have a different arc diameter corresponding to the pipe diameter of the pipe 20 and may be selected and used according to the pipe diameter of the pipe 20 .

이와 같이 구성되는 제 6 실시예의 메탈히터(620)는 도 24에 도시된 바와 같이 배관 인터페이스(628)가 배관(20)에 밀착된 상태로 설치되어 전선(625)을 통해 교류 전원이 인가되면 PTC 히터(621)가 발열되면서 몸체(622)의 바닥면과 배관 인터페이스(628)를 통해 배관(20)에 열을 절달하여 배관(20)의 동파를 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 24, the metal heater 620 of the sixth embodiment configured in this way is installed in a state in which the pipe interface 628 is in close contact with the pipe 20, and when AC power is applied through the electric wire 625, PTC As the heater 621 is heated, heat is transferred to the pipe 20 through the bottom surface of the body 622 and the pipe interface 628 to prevent freezing of the pipe 20 .

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. In the above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

10: 전력분배반 20: 배관
30: 중앙제어반 40: 인터넷
50: 모바일 60: 원격 PC
110,110-1~110-N: 컨트롤러 120,120-1~120-K: 메탈히터
132,134: 온도센서 121-1,121-2,221-1,221-2: PTC히터
122: 하부 몸체 123: 상부 몸체
124: 나사 125,225,428,628: 배관 인터페이스
126,226: 전선 222,322,422,522,622: 일체형 몸체
223,323,423,523,623: 백커버 224,324,424,524,624: 프론트커버10: power distribution panel 20: piping
30: central control panel 40: Internet
50: Mobile 60: Remote PC
110,110-1~110-N: Controller 120,120-1~120-K: Metal heater
132,134: temperature sensor 121-1,121-2,221-1,221-2: PTC heater
122: lower body 123: upper body
124: screw 125,225,428,628: pipe interface
126,226: wire 222,322,422,522,622: integrated body
223,323,423,523,623: back cover 224,324,424,524,624: front cover

Claims

delete

A plurality of metal heaters installed at predetermined intervals in the pipe;
a pipe temperature sensor installed on the pipe to sense a temperature around the pipe;
an air temperature sensor for detecting the air temperature of the site where the pipe is installed; and
A unique number, operating temperature, and overcurrent value are set, and when the operation starts, a controller that receives a temperature from the temperature sensors and receives a heater operation current from the current sensor to control the metal heater,
the controller is
a control unit for inputting a unique number or set value;
A power converter that receives AC power and converts it into DC power;
A power distributor that supplies or cuts power to a metal heater according to a control signal;
a measuring unit for receiving the current value supplied to the metal heater and the temperature sensed by the temperature sensor;
a display unit for displaying the operating state;
A communication unit for communicating with an external device by wire or wirelessly;
While operating with the DC power of the power converter, a unique number and various parameters are set according to the operation of the operation unit, the power distributor is controlled according to the current and temperature input from the measurement unit, and the current and temperature input from the sensors are checked However, if the measured current value (Cm) is out of the overcurrent alarm value (OC), the metal heater is turned off, and the number of overheat alarm operations is counted for 10 minutes. It is composed of a monitoring and control unit that displays the operating state on the display unit and communicates with an external device through the communication unit,
The metal heater
An integrated body having a mounting space and an air layer formed therein for accommodating the PTC heater, and a guide groove formed on the outside of the bottom surface for fitting in the long side direction;
a pipe interface having a guide projection fitted to the guide groove of the integrated body on the upper surface in the long side direction, and having a lower surface in an arc shape for coupling with the pipe;
a PTC heater mounted in the mounting space;
a wire for supplying power to the PTC heater;
a back cover fastened to the rear surface of the integrated body; and
A through-hole for passing the electric wire is formed and includes a front cover fastened to the front surface of the integrated body,
The one-piece body is
The side walls are vertically erected on both sides of the bottom surface of the lower part, and the inclined surfaces having a predetermined angle so that the central part protrudes thereon are connected in the form of a triangular roof, and a mounting space for mounting the PTC heater therein; Forms an air layer to suppress the heat generated by the PTC heater from being transferred to the upper side,
A PTC heater support member for mounting the PTC heater is formed on the bottom surface of the integrated body, and an air layer is also formed between the side wall and the PTC heater support member so that the heat generated by the PTC heater is only released from the body. Freeze protection system using a metal heater, characterized in that it can be transmitted only to the pipe side through the floor.