KR102499812B1 - 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물

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Abstract

Description

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KR102499812B1

Publication number: KR102499812B1
Application number: KR1020210019313A
Authority: KR
Inventors: 김영남
Original assignee: 김영남
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2023-02-15
Also published as: KR20220115376A

본 발명은 에틸렌글리콜 및 물이 주성분으로 이루어진 보일러용 난방수 조성물의 부식 작용을 억제시켜 열전달 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 환경오염의 유발원인 질산염계 또는 인산염계와 같은 종래의 무기산염계 부식방지제를 유기염계 방식제로 대체 사용하여 환경을 보호하고, 유기염계 화합물인 이미다졸계 부식방지제에 의해 난방수 조성물의 pH 저하를 억제하여 방식 성능을 향상시켜 열전달 효율을 높이는 효과가 있고 또한, 난방수 조성물을 장기간 사용 시에 다양한 원인들에 의해 발생된 기포들이 배관의 부식을 촉진하는 작용을 하므로 소포제를 사용하여 조성물 내의 기포들을 제거함으로써 배관 내에서 부식이 발생하는 것을 억제시켜 열전달 효율을 높이는 효과가 있다.

에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물{Heating water composition for boiler for reducing energy}

본 발명은 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 글리콜류 및 물이 주성분인 혼합물에 완충작용을 하는 유기계 부식방지제를 첨가함으로써, 부식 작용을 억제하여 열전달 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 관한 것이다.

보일러용 난방수는 그동안 통상적으로 수돗물을 사용하였으나, 난방수로 사용되는 수돗물이 보일러의 내연기관과 배관 등을 부식시켜 스케일을 발생시키고, 이로 인해 난방수의 순환이 원활하지 아니하여 열효율이 저하되고, 스케일의 침전 등으로 인해 열전달 효율이 떨어지거나 또는 배관의 막힘 현상과 같은 문제점 등을 야기함에 따라 최근에는 대부분 정제 글리콜이 주성분하는 보일러용 난방수로 대체되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 기술들로서, 특허문헌 1 내지 4와 같은 보일러용 난방수 조성물들이 개발되었으며, 이와 같은 보일러용 난방수 조성물들은 통상적으로 2년 정도 경과 하면 배관 내부를 순환하는 난방수의 용량이 줄어들게 되면서 아래에서 설명하는 바와 같은 문제점들이 발생하게 된다.

특히 본 출원인도 특허문헌 1, 4와 보일러용 난방수 조성물을 개발하여 특허등록을 받은 바가 있지만, 본 출원인이 등록받은 특허를 포함한 상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 4의 보일러용 난방수 조성물들은 부식방지제로서 질산염 또는 인산염 등과 같은 무기산염계 화합물을 사용함에 따라 폐기시에는 부영양화, 적조 현상 등과 같이 환경오염을 유발하는 원인이 되기도 한다.

그리고 보일러용 난방수 조성물은 2년 이상의 장기간 사용시에는 주성분인 글리콜 화합물이 다가 알코올류 화합물로서 열분해에 의해 산화되고, 이때 생성된 산화물로 인해 난방수 조성물의 pH가 저하되고, 부식방지제의 금속부식 억제능력이 저하되어 배관 및 그 부속품들이 부식되는 현상이 발생하는 문제점들이 있다.

또한, 보일러용 난방수 조성물은 장기간 사용시에는 다양한 원인들에 의해 난방수 조성물 내에 기포들이 발생하며, 이러한 기포들에 의해 열전달 성능을 저하시키며, 난방용 배관 및 그 부속품들의 부식을 촉진하는 작용을 하게 된다.

특허문헌 1 : 국내 등록특허공보 제10-0422066호(2004.03.10. 공고) 보일러용 난방수 조성물 특허문헌 2 : 국내 등록특허공보 제10-0626268호(2006.09.20. 공고) 보일러용 난방수 조성물 특허문헌 3 : 국내 공개특허공보 제10-2008-0053549호(2008.06.16. 공개) 보일러용 난방수 조성물 특허문헌 4 : 국내 등록특허공보 제10-1546935호(2015.08.24. 공고) 보일러용 난방수 조성물

따라서, 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 환경오염의 유발원인 질산염계 또는 인산염계와 같은 종래의 무기산염계 부식방지제를 유기염계 방식제로 대체 사용하여 환경을 보호하고, 유기염계 화합물인 이미다졸계 부식방지제에 의해 보일러용 난방수 조성물의 pH 저하를 억제하여 방식 성능을 향상시켜 열전달 효율을 높인 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 보일러용 난방수 조성물을 장기간 사용 시에 다양한 원인에 의해 발생한 기포들이 배관의 부식을 촉진하는 작용을 하므로 소포제를 사용하여 조성물 내의 기포들을 제거함으로써 배관 내에서 부식이 발생하는 것을 억제시켜 열전달 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물을 제공하는 것을 또 다른 과제로 한다.

본 발명에 따른 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물은 상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로, 정제 글리콜과 물이 주성분인 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 있어서, 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여, 이미다졸계 부식방지제 0.05~2.0중량부, 트리아졸계 부식방지제 0.5~2.0 중량부, 안식향산염 0.1~2.0 중량부, pH조절제 0.1~2.0 중량부, 안정화제 0.01~1.0 중량부 및 소포제 0.01~0.1 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 정제 글리콜 수용액은 정제 글리콜 70 내지 80 중량%, 물 20 내지 30 중량%로 이루어지며, 상기 정제 글리콜은 정제 에틸렌글리콜 또는 정제 프로필렌글리콜인 것을 특징으로 한다.

또한, 이미다졸계 부식방지제는 1-메틸이미다졸, 1-에틸이미다졸, 1-페닐이미다졸 또는 벤즈이미다졸 중에서 선택하거나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하고, 트리아졸계 부식방지제는 1,2,3 벤조트리아졸 또는 토리트리아졸 중에서 선택하거나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 환경오염의 유발원인 질산염계 또는 인산염계와 같은 종래의 무기산염계 부식방지제를 유기염계 방식제로 대체 사용하여 환경을 보호하고, 유기염계 화합물인 이미다졸계 부식방지제에 의해 보일러용 난방수 조성물의 pH 저하를 억제하여 방식 성능을 향상시켜 열전달 효율을 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 보일러용 난방수 조성물을 장기간 사용 시에 다양한 원인들에 의해 발생된 기포들이 배관의 부식을 촉진하는 작용을 하므로 소포제를 사용하여 조성물 내의 기포들을 제거함으로써 배관 내에서 부식이 발생하는 것을 억제시켜 열전달 효율을 높이는 효과가 있다.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도의 구성 및 작용에 대한 언급은 간략히 하였다.

이하 본 발명에 따른 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 대하여 설명하면 아래의 내용과 같다.

본 발명에 따른 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물(이하 '난방수 조성물'이라 한다)은 정제 글리콜과 물이 주성분인 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 있어서, 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여, 이미다졸계 부식방지제 0.05~2.0중량부, 트리아졸계 부식방지제 0.5~2.0 중량부, 안식향산염 0.1~2.0 중량부, pH조절제 0.1~2.0 중량부, 안정화제 0.01~1.0 중량부 및 소포제 0.01~0.1 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 정제 글리콜 수용액은 정제 글리콜 70 내지 80 중량%, 물 20 내지 30 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 정제 글리콜 화합물은 가열시킨 난방수 조성물의 온도가 저하되는 것을 억제하고, 영하의 날씨인 동절기에 난방수의 동결을 예방하여 배관이 동파되지 않도록 하는 작용을 한다.

정제 글리콜은 구체적으로는 정제 에틸렌글리콜 또는 정제 프로필렌글리콜을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 정제 에틸렌글리콜이 사용된다. 정제 글리콜류는 그 자체로는 부식방지 능력이 없기 때문에 각종 부식방지제를 첨가하여야 한다.

정제 글리콜은 난방수 조성물에서 정제 글리콜의 함량이 70 중량% 미만일 경우 어는점이 높아지기 때문에 혹한 시에 보일러 내연기관 및 배관이 동파할 우려가 있으며, 80 중량%를 초과할 경우 난방수의 가열시간은 짧아지나 정제 글리콜의 함량에 비해 물의 양이 적기 때문에 첨가제가 완전 용해되지 않게 된다.

본 발명에서 사용하는 부식방지제들은 환경오염의 유발원인 질산염계 또는 인산염계와 같은 종래의 무기산염계 부식방지제를 완충작용을 하는 유기염계 방식제로 대체 사용하여 환경을 보호하고, 보일러용 난방수 조성물의 pH 저하를 억제하여 방식 성능을 향상시켜 열전달 효율을 높인 것이 특징이다.

이미다졸계 부식방지제는 구리 및 철의 부식을 방지하기 위한 유기산염계 화합물로서 배관의 부식을 방지하는 역할과 함께 난방수 조성물을 장기간 사용시 pH가 저하되는 것을 방지하므로 장기간에 걸쳐 양호하게 금속의 부식을 억제하는 작용을 한다.

이미다졸계 부식방지제는 구체적으로는 1-메틸이미다졸, 1-에틸이미다졸, 1-페닐이미다졸 또는 벤즈이미다졸 중에서 선택 사용하거나 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

이미다졸계 부식방지제는 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여 0.05~2.0중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 이미다졸계 부식방지제의 첨가량이 상기에서 한정한 범위 미만이 될 경우에는 난방수 조성물의 pH가 저하될 경우 pH 완충 작용이 제대로 되지 아니하여 부식 억제 성능이 저하할 우려가 있고, 첨가량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 이미다졸계 부식방지제의 첨가량에 비례하여 pH 완충 작용이 비례하기보다는 난방수 조성물의 다른 물성을 저하할 우려가 있다.

그리고 트리아졸계 부식방지제는 구리 및 알루미늄의 부식을 방지하기 위한 유기산염계 화합물로서 환경오염의 유발원인 질산염계 또는 인산염계와 같은 종래의 무기산염계 부식방지제의 대체 화합물로서, 환경을 보호하고, 방식 성능을 향상시켜 열전달 효율을 높이는 작용을 한다.

트리아졸계 부식방지제는 구체적으로는 1,2,3 벤조트리아졸 또는 토리트리아졸 중에서 선택 사용하거나 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

트리아졸계 부식방지제는 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여 0.5~2.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 트리아졸계 부식방지제의 첨가량이 상기에서 한정한 범위 미만이 될 경우에는 부식 억제 성능이 저하할 우려가 있고, 첨가량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 트리아졸계 부식방지제의 첨가량에 비례하여 부식억제성능이 향상되지 않고 오히려 난방수 조성물의 다른 물성을 저하할 우려가 있다.

본 발명에서 pH조절제는 난방수 조성물의 pH를 7.5 내지 7.5로 유지시켜 배관 내에서 부식을 방지하여 스케일이 형성되는 것을 예방하기 위한 작용을 하며, 종래의 무기염계 화합물인 수산화나트륨, 수산화칼륨의 대체 화합물로서 유기염계 화합물인 시클로헥실아민을 사용하는 것이 바람직하다.

시클로헥실아민은 물이나 유기 용매에 잘 용해되는 유기계 강염기 화합물로서, pH가 11.5(at 100 g/L, 20℃)인 화합물이다.

상기 pH조절제는 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여 0.1~2.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하며, pH조절제의 첨가량이 상기에서 한정한 pH의 범위를 벗어날 경우 부식방지의 효과가 저하할 우려가 있으며, pH조절제의 첨가량은 상기에서 열거한 범위에만 반드시 한정되지 아니하고, 난방수 조성물의 pH 값의 상태에 따라 적절히 조정되어질 수 있다.

상기 안식향산염은 주철 및 탄소강의 부식을 억제하는 부식방지제로서, 구체적으로 안식향산소다를 사용하는 것이 바람직하다.

안식향산염의 첨가량은 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여 0.1~2.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 안식향산염의 첨가량이 상기에서 한정한 범위 미만일 경우 철 또는 알루미늄에 방식 피막이 불완전하게 형성되어 부식이 발생할 우려가 있고, 첨가량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 안식향산염의 첨가량에 비례하여 부식억제성능이 향상되지 않고 오히려 난방수 조성물의 다른 물성을 저하할 우려가 있다.

안정화제는 난방수 조성물에 첨가한 부식방제제들의 안정성을 확보하기 위한 작용을 하며, 구체적으로는 몰리브덴산나트륨을 사용하는 것이 바람직하다.

안정화제의 첨가량은 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여 0.01~1.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 안정화제의 첨가량이 상기에서 한정한 범위 미만일 경우 첨가량이 적어 충분한 방식효과를 기대할 수 없으며, 첨가량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 안정화제의 첨가량에 비례하여 부식억제성능이 향상되지 않고 오히려 난방수 조성물의 다른 물성을 저하할 우려가 있다.

소포제는 보일러용 난방수 조성물을 장기간 사용 시 다양한 원인에 의해 발생하는 기포들이 배관의 부식을 촉진하는 작용을 하므로 소포제를 사용하여 조성물 내의 기포들을 제거함으로써 배관 내에서 부식이 발생하는 것을 억제시켜 열전달 효율을 높이는 작용을 하기 위한 첨가제로서, 실리콘오일 또는 실리콘 에멀젼 중에서 선택 사용하거나 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

소포제는 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여 0.01~0.1 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 소포제의 첨가량이 상기에서 한정한 범위 미만 첨가할 경우 난방수 조성물에서 발생한 기포들을 충분하게 제거하지 못할 우려가 있고, 소포제의 첨가량이 상기에서 한정한 범위를 초과 첨가할 경에는 소포제의 첨가량에 비례하여 난방수 조성물에서 발생한 기포제거량이 비례하지 않으며, 난방수 조성물의 다른 물성을 저하할 우려가 있다.

따라서, 본 발명은 보일러용 난방수 조성물에서 발생한 기포들에 의해 배관이 산화되어 부식되면, 열전달 효율이 낮아지게 되므로 이를 방지하기 위하여 소포제를 사용하여 배관 내에서 기포가 발생하는 것을 억제시킴으로써 열전달 효율을 높이는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 난방수 조성물의 구성을 아래 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 아래의 실시예들은 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 아니 된다.

1. 에너지 절감형 난방수 조성물의 제조

아래 [표 1]의 내용에 따라 먼저 정제 에틸렌글리콜 대 정제수를 혼합하여 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 에틸렌글리콜 수용액을 제조하였다.

그리고 상기 [표 1]의 배합 조성비에 따라 제조한 에틸렌글리콜 수용액에 아래 [표 2]에 기재된 바와 같은 화합물들을 첨가하여 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물을 제조하였다.

참고로 아래 [표 2]에서 실시예 1 내지 3에 대비되는 비교예 1 내지 3은 본 출원인이 등록받은 특허인 특허문헌 4의 난방수 조성물을 적용하였다.

성분	배합 조성비(중량부)
	실시예			비교예
	1	2	3	1	2	3
에틸렌글리콜 수용액	100	100	100	100	100	100
벤즈이미다졸	0.05	0.1	2.0	-	-	-
토리트리아졸	0.5	1.0	2.0	1.0	1.5	2.0
안식향산소다	0.1	0.7	2.0	2.5	2.5	2.5
몰리브덴산나트륨	0.01	0.5	1.0	0.3	0.5	1.0
질산나트륨	-	-	-	0.5	1.0	1.5
2-에틸헥산산	-	-	-	1.0	1.5	2.0
세바스산	-	-	-	1.0	1.5	2.0
p-t-부틸안식향산	-	-	-	0.5	1.0	1.5
시클로헥실아민	0.1	1.0	2.0	-	-	-
실리콘오일	0.01	0.05	0.1	-	-	-

2. 난방수 조성물의 시험방법

아래 시험 방법에 따라 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물에 대한 가열시험에 대한 결과는 아래 [표 3]의 내용과 같고, 부식성 및 어는점에 대한 성능 시험을 실시한 결과는 아래 [표 4]의 내용과 같다.

(1) 가열시험

100℃까지 가열하는데 소요되는 시간에 대한 시험방법은 다음과 같다.

KS M 2141(2015.07.31. 개정)에서 규정한 시험 장치를 이용하여 온도계는 플라스크 측관에 꽂고, 그 사이를 고무관으로 밀봉하여, 온도계 아래 끝이 플라스크 바닥 중앙에서 약 6.5㎜ 높이에 오도록 설치하고, 플라스크에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물 시료를 각각 60㎖와 비등석 3개를 넣는다. 열원으로는 위에 지름 32~38㎜의 구멍이 있는 내열판을 설치하고, 내열판의 구멍을 통하여 가열할 수 있도록 플라스크를 설치한다. 냉각기에는 28℃ 이하의 물을 흘려 냉각시키고, 측정 중 냉각수의 온도 상승은 2℃ 이내로 한다. 내열판의 전원을 ON 상태에서부터 초시계를 시작하여 100℃까지의 도달시간을 측정하였다. 아래 [표 3]의 측정 결과는 각 시료당 2회씩 시험하여 평균값을 측정하였다.

(2) 부식성 시험

KS M 2142에서 규정한 방법에 의해 부식성 시험을 다음과 같이 실시하였다. 먼저, 알루미늄, 주철, 강철, 황동, 땜납, 및 구리 시험편을 준비하고, 황산나트륨 148㎎, 염화나트륨 165㎎, 탄산수소나트륨 138㎎을 1ℓ의 물에 용해시킨 혼합수를 제조하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물을 혼합수로 30 부피%로 희석시킨 시험액에 상기 시험편들을 침지시킨다. 여기에 100±10㎖/min의 속도로 건조 공기를 주입하면서 시험액 온도 88±2℃에서 336 시간(14 일간) 유지한다. 매일 액량을 점검, 액의 증발 손실량을 물로 보충하고, 시험을 마친 후 시험편을 각각의 처리액으로 처리하고 건조하여 시험편의 무게 변화를 0.1㎎까지 측정하였다. 무게의 변화량은 아래 식(1)에 의해 산출하였다. 각 시험편에 대하여 2회씩 시험하여 평균값을 측정하였다.

(1)

여기에서 C : 무게의 변화량 (㎎/㎠)

W' : 시험 후 시험편의 무게 (㎎)

W : 시험 전 시험편의 무게 (㎎)

S : 시험 전 시험편의 전체 표면적 (㎠)

(3) 어는점 시험

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물에서 30 부피% 및 50 부피%의 시험액을 제조하고, 어는점 측정 장치에 시험액을 각각 100㎖씩 냉각관에 넣고, 젓개 및 온도계를 코르크 마개나 고무 마개를 사용하여 설치하며, 온도계의 밑끝은 시험액의 중심에 놓이도록 한다. 냉각관을 아세톤 또는 메탄올과 드라이 아이스 넣어 만든 냉각액 속에 넣고, 시험액의 액면은 냉각액의 액면보다 약 10㎜ 아래가 되도록 하여 냉각을 개시함과 동시에 젓개를 1분간에 60~80회 비율로 위·아래로 저어준다. 1분마다 온도를 기록하고, 온도가 평행하게 되는 지점의 온도를 어는점으로 한다. 2회 시험하여 평균값을 측정하였다.

(4) pH 저하방지 성능시험

pH 저하방지 성능의 평가는 가속 열화 시험에 의해 실시하였다. 이 시험에서는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물을 각각 30 용량%가 되도록 물에 혼합하여 희석한 다음 이 희석시킨 난방수 조성물에 수산화나트륨을 첨가하여 pH가 8.0이 되도록 조절하였다. 그리고 희석된 난방수 조성물 200 ㎖를 1 ℓ의 내압 오토클레이브에 넣고 110℃에서 500 시간 가열한 후의 pH를 측정하였다

3. 난방수 조성물의 평가

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물을 상기 2(난방수 조성물의 시험방법)에 따라 시험한 결과 가열시간, 부식성 성능, 어는점 온도 및 pH 완충 성능은 아래에서 설명하는 바와 같다.

가열시험 결과 아래 [표 3]의 내용과 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 난방수 조성물과 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 수돗물에 비해 100℃까지 가열시키는데 소요된 가열시간이 더 단축되었음을 확인할 수 있었다. 그리고 실시예 1 내지 3의 난방수 조성물과 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 100℃까지 가열시키는데 소요된 가열시간은 거의 차이가 없음을 확인할 수 있었다.

따라서 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 정제 에틸렌글리콜 70 내지 80 중량%와 물 20 내지 30 중량%로 이루어진 정제 에틸렌글리콜 수용액으로 일반 수돗물에 비해 열매체로서의 성능이 우수하기 때문에 난방시 단축되는 소요시간만큼 열효율이 좋아 사용 에너지가 절감되는 것을 알 수 있다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3	수돗물
가열시간	8분 51초	8분 37초	8분 21초	8분 48초	8분 40초	8분 17초	10분 21초

부식성 시험 결과, 아래 [표 4]에 따르면, 부식성 시험결과 실시예 1 내지 3 및 비교예 3의 난방수 조성물은 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물에 비해 내부식성의 성능이 우수한 것으로 나타났다.

아래 [표 4]에서와 같은 결과는 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 3과는 달리 첨가한 이미다졸계 부식방지제인 벤즈이미다졸이 난방수 조성물의 pH가 저하되는 것을 억제하는 완충작용을 함으로써 난방수 조성물의 pH가 저하되지 아니하여 토리트리아졸, 안식향산소다 등과 같은 부식방지제가 부식 억제 성능을 제대로 나타내는데 반해, 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 pH가 저하되어 부식방지제들이 금속부식 억제능력이 저하된 것에 기인하는 것으로 추정된다.

구 분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
내부식성 무게감량 (㎎/㎠)	알루미늄	0.05	0.05	0.04	0.06	0.06	0.06
	주철	0.04	0.04	0.03	0.05	0.05	0.04
	강철	0.02	0.02	0.02	0.03	0.03	0.03
	황동	0.03	0.02	0.02	0.04	0.04	0.04
	땜납	0.03	0.03	0.03	0.05	0.04	0.04
	구리	0.02	0.02	0.02	0.04	0.04	0.03
어는점(℃)		〈 -60	〈 -60	〈 -60	〈 -60	〈 -60	〈 -60

어는점 시험 결과는 상기 [표 4]에서와 같이, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 정제 에틸렌글리콜 70 내지 80 중량%와 물 20 내지 30 중량%로 이루어진 정제 에틸렌글리콜 수용액으로 어는점이 모두 -60℃ 이하인 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 모두 어는점이 - 60℃ 이하이므로 혹한이 심한 동절기에 보일러의 난방을 끄고 외출하여도 난방수의 어는점이 대단히 낮아 난방수가 동결되지 않기 때문에 보일러의 배관과 내연기관의 동파를 충분히 예방할 수 있음을 확인할 수 있었다.

그리고 가속 열화 시험 결과 아래 [표 5]의 내용과 같이, 실시예 1 내지 3은 시험 후의 pH 값이 7 이상이고, 비교예 1 내지 3은 시험 후의 pH 값이 7 보다 낮은 값으로 나타났다. 이는 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 3보다 pH저하 방지 능력이 우수한 것을 알 수 있다.

구분	실시예			비교예
구분	1	2	3	1	2	3
난방수 pH	7.1	7.3	7.5	6.2	6.3	6.1

상기에서와 같이 본 발명에 따른 난방수 조성물인 실시예 1 내지 3과 이에 대비되는 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물을 평가한 결과, 모두 정제 에틸렌글리콜 70 내지 80 중량%와 물 20 내지 30 중량%로 이루어진 정제 에틸렌글리콜 수용액을 사용함에 따라 끓는 시간, 어는점 성능은 거의 비슷한 수준으로 평가되었지만, 부식성 성능에 있어서는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물은 비교예 1 내지 3의 난방수 조성물과는 달리 이미다졸계 부식방지제인 벤즈이미다졸을 사용함에 따라 내부식성의 성능이 우수한 것으로 나타났다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 대하여 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

배합 조성비(중량%)

정제 글리콜과 물이 주성분인 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물에 있어서,
정제 에틸렌글리콜 또는 정제 프로필렌글리콜인 정제 글리콜 70 내지 80 중량%, 물 20 내지 30 중량%로 이루어지는 정제 글리콜 수용액 100 중량부에 대하여,
1-메틸이미다졸, 1-에틸이미다졸, 1-페닐이미다졸 또는 벤즈이미다졸 중에서 선택하거나 또는 그 혼합물인 이미다졸계 부식방지제 0.05~2.0중량부,
1,2,3 벤조트리아졸 또는 토리트리아졸 중에서 선택하거나 또는 그 혼합물인 트리아졸계 부식방지제 0.5~2.0 중량부,
안식향산염계 부식방지제인 안식향산소다 0.1~2.0 중량부,
pH조절제인 시클로헥실아민 0.1~2.0 중량부,
안정화제인 몰리브덴산나트륨 0.01~1.0 중량부 및,
소포제인 실리콘오일 또는 실리콘 에멀젼 0.01~0.1 중량부로 이루어지되,
상기 보일러용 난방수 조성물은 pH가 7.1~7.5인 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 보일러용 난방수 조성물.
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