KR200229541Y1 - 지역 난방 순환수 정제장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지역 난방 시스템에 있어서, 열병합 발전소에서 만든 난방 열원인 순환수를 열교환기에 의해 전해받은 열을 아파트 단지로 배급하는 지역 난방수를 정제하기 위한 장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 저장탱크와, 이 저장탱크로부터 펌프에 의해 일정한 압력을 걸어주어서 순환수를 순환하게 하는 난방 공급수 라인과 난방 반환수 라인을 거쳐 다시 저장탱크로 회수되는 순환을 이루게 하는 배관과, 이 배관의 말단은 열교환기를 통하여 열을 교환하는데, 이 열교환기를 거쳐 배관된 라인에는 난방 순환수를 공급하기 위한 펌프를 갖는 난방 순환수 공급라인, 이 라인으로부터 아파트 각 세대의 조정밸브를 통해 각층의 각 세대를 순환하여 다시 열교환기로 보내지는 난방 순환수 반송라인으로 구성되는 시스템으로 이루어져 있는 것에 있어서,

난방 순환수 공급라인으로부터의 밸브를 갖는 입수관과 연결되는 정제장치와 이 정제장치로부터 난방수 공급라인으로 연결되는 밸브를 갖는 출수관, 그리고 상기 정제장치에 피착된 오염물을 역세하기 위한 밸브를 갖는 역세관과, 역세되어 탈착된 오염물을 배출하기 위한 밸브를 갖는 드레인관으로 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

지역 난방 순환수 정제장치{Device for purifying the circulating water in a local heating system}

본 고안은 지역 난방 시스템에 있어서, 열병합 발전소에서 만든 난방 열원인 순환수를 열교환기에 의해 전해 받은 열을 아파트 단지로 배급하는 지역 난방수를 정제하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 열교환 효율을 향상시키고 간단한 장치로 해결할 수 있도록 한 지역 난방 순환수 정제장치에 관한 것이다.

지역 난방 시스템은 수도권 신도시를 중심으로 전국에 대단위 아파트 단지가 건설되면서 도입하기 시작하고 있으며, 기존 아파트 단지들도 점차 지역 난방 시스템으로 바뀌어 가고 있는 추세이다.

이러한 지역 난방 시스템을 살펴보면, 도 1 에서와 같이 열병합 발전소 등의 설비로 지역 난방공사 등에서 만든 열을 응축한 순환수를 저장하는 저장탱크(T)와, 이 저장탱크로부터 펌프(P1)에 의해 일정한 압력을 걸어주어서 순환수를 순환하게 하는 난방 공급수라인(L1)과 난방 반환수 라인(L2)을 거쳐 다시 저장탱크(T)로 회수되는 순환을 이루게 하는 배관과, 이 배관의 말단은 열을 공급할 아파트 단지내의 기계실에 설치되어 있는 열 교환기(10)를 통하여 열을 교환하는데, 이 열교환기 (10)를 거쳐 열교환될 라인에는 난방 순환수를 공급하기 위한 펌프(P2)를 갖는 난방 순환수 공급라인(ℓ1)이 라인으로부터 아파트의 각 세대의 조정밸브(v)를 통해 각층의 각 세대를 순환하여 다시 열교환기(10)로 보내지는 난방 순환수 반송라인(ℓ2)으로 구성되는 시스템으로 이루어져 있다.

한편, 난방 순환수는 원수로써 시수를 사용하게 되는데, 아파트 단지내 배관 및 난방장치들은 여러 시공업체에서 분업화하여 장치한 각종의 금속(탄소강, 동, 알루미늄, 주철, 스테인레스 스틸 등)으로 구성되어 있어서, 통상 60℃∼95℃의 높은 온도 상태로 운전되면서 각종 금속 산화물의 찌꺼기 발생으로 배관 부식, 스케일 형성 등으로 난방 효율이 저하되고, 따라서 난방비가 증가하고, 종국에는 아파트의 수명을 단축시키는 요인이 되는 문제점이 야기된다.

따라서 아파트 단지내의 효율적인 난방이 되기 위해서는 난방 순환수의 관리가 절대적으로 필요하지만 이를 관리하는 대행업체나 자체 관리를 하는 주민들도 이러한 실정을 잘 모르고 불요한 에너지의 낭비와 이 비용을 그대로 감수하는 문제점이 있는 것이다.

또한 관리를 하더라도 전체 배관에 스케일의 제거 또는 배관의 교체란 엄창난 비용이 대두되는 문제점이 있다.

따라서 부분적으로는 약품에 의한 화학적 관리를 하는 곳도 있으나, 이 또한 궁여지책으로나 통하는 임시 방책이 될 뿐이다.

즉, 배관 시스템이 상기에서 언급한 바와 같이 다종의 금속들로 연결되어 있기 때문에 이종 금속간의 부식(건이부식, 갈바나 부식)이 생기고, 이를 억제하기 위해서는 PH 한 가지 만으로 조절이 불가능한 상태이며, 한번 발생된 산화물 찌꺼기는 난방용 배관에 스케일을 형성하기 때문에 난방이 잘 되지 않고 오랜 시간이 경과하면은 제 수명도 못하고 배관을 교체해야 하는 문제점이 생긴다.

따라서 본 고안은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 단지내의 기계실에 설치되는 열교환기로부터의 난방 순환수 공급라인측에 물리적으로 찌꺼기를 걸러 낼 수 있는 정제장치를 설치하여 난방 순환수 전체라인에 산재되어 있는 찌꺼기 등과 같은 오염원을 필터링할 수 있게 하여 열효율을 양호하게 한 배관시스템을 유지시킬 수 있게 한 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 열을 응축한 순환수를 저장하는 저장탱크와, 이 저장탱크로부터 펌프에 의해 일정한 압력을 걸어주어서 순환수를 순환하게 하는 난방 공급수 라인과 난방 반환수 라인을 거쳐 다시 저장탱크로 회수되는 순환을 이루게 하는 배관과, 이 배관의 말단은 열을 공급할 아파트 단지내의 기계실에 설치되어 있는 열교환기를 통하여 열을 교환하는데, 이 열교환기를 거쳐 배관된 라인에는 난방 순환수를 공급하기 위한 펌프를 갖는 난방 순환수 공급라인, 이 라인으로부터 아파트 각 세대의 조정밸브를 통해 각층의 각 세대를 순환하여 다시 열교환기로 보내지는 난방 순환수 반송라인으로 구성되는 시스템으로 이루어져 있는 것에 있어서,

난방 순환수 공급라인으로부터의 밸브를 갖는 입수관과 연결되는 정제장치와 이 정제장치로부터 난방수 공급라인으로 연결되는 밸브를 갖는 출수관, 그리고 상기 정제장치에 피착된 오염물을 역세하기 위한 밸브를 갖는 역세관과, 역세되어 탈착된 오염물을 배출하기 위한 밸브를 갖는 드레인관으로 설치된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 설치상태를 보인 전체 시스템도.

도 2는 본 고안의 정제장치 단면도.

도 3은 도 2의 'A' 부 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

T: 저장탱크 P1: 펌프

L1: 난방 공급수 라인 L2: 난방 반환수 라인

10: 열 교환기 P2: 펌프

ℓ1: 난방 순환수 공급라인 ℓ2: 난방 순환수 반송라인

v: 조정밸브 V1, V2, V3, V4: 밸브

20: 입수관 30: 출수관

40: 역세관 50: 드레인관

1: 정제장치 11: 용기

12: 격판 h: 구멍

13: 상부실 14: 하부실

15: 중공사형 고분자 섬유 필터 15a: 다공

이상과 같은 본 고안의 구성을 바람직한 실시 예의 첨부된 도면에 의해 보다 상세히 설명한다.

도 1에서와 같이, 열을 응축한 순환수를 저장하는 저장탱크(T)와, 이 저장탱크로부터 펌프(P1)에 의해 일정한 압력을 걸어주어서 순환수를 순환하게 하는 난방 공급수라인(L1)과 난방 반환수 라인(L2)을 거쳐 다시 저장탱크(T)로 회수되는 순환을 이루게 하는 배관과, 이 배관의 말단은 열을 공급할 아파트 단지내의 기계실에 설치되어 있는 열교환기(10)를 통하여 열을 교환하는데, 이 열교환기(10)를 거쳐 배관된 라인에는 난방 순환수를 공급하기 위한 펌프(P2)를 갖는 난방 순환수 공급라인(ℓ1)으로부터 아파트 각 세대의 조정밸브(v)를 통해 각층의 각 세대를 순환하여 다시 열교환기(10)로 보내지는 난방 순환수 반송라인(ℓ2)으로 구성되는 시스템에 있어서,

도 2 및 도 3에서와 같이 상,하부실(13,14)을 구획하는 다수의 구멍(h)을 갖는 격판(12)과, 상기 구멍 하부로 설치되고 일정길이로써 둘레 면에 평균 공경 0.005㎛∼0.1㎛ 정도의 미세 다공(15a)막을 형성한 다수의 중공사형 고분자 섬유 필터(15)를 구비한 용기(11)와,상기 난방 순환수 공급라인(ℓ1)과 연결되어 밸브(V1)를 갖고 상기 용기 (11)의 하부실(14)에 연결되는 입수관(20)과,

상기 용기의 상부실(13)로부터 난방 순환수 공급라인(ℓ1)으로 연결되어 밸브(V2)를 갖는 출수관(30)과,

상기 용기의 상부실(13)에 연결되어 고분자 섬유 필터(15)에 피착된 오염물을 역세하기 위해 밸브(V3)를 갖는 역세관(40)과,

상기 용기(11)의 하부실(14)에 연결되어 역세되어 탈착된 오염물을 배출하기 위한 밸브(V4)를 갖는 드레인관(50)으로 설치된 것을 그 특징으로 한다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

지역 난방수 탱크(T)에 저장된 열을 응축한 순환수는 펌프(P1)에 의해 각 아파트 단지내 기계실에 설치된 열교환기(10)를 통하여 열을 빼앗기고, 반환수 라인 (L2)을 거쳐 환수되고, 동시에 열교환기(10)에서 열을 흡수한 각 아파트 단지내의 배관 라인에서는 난방 순환수 공급 펌프(P2)를 통해 각 세대로 열을 공급하기 전에, 그 순환 라인에 들어 있는 각종 오염물을 유입관(20)을 통해 유입시키도록 밸브(V1)를 열어서 정제장치(1)의 용기(11)내 하부실(14)에 입수시키고, 이 순환수는 오염물을 갖고 있는 상태에서 고분자 섬유 필터(15)의 다공(15a)막을 통해 순수한 순환수만을 통과시켜 상부실(13)로 보내진다.따라서 난방 순환수는 99.9% 이상이 물이며, 작은 압력에서도 물만 쉽게 통과될 수 있는 것이다. 이때 고분자 섬유필터의 일반적인 추진력(Driving force)은 농도차, 압력차, 전위차가 있으며, 본 고안에서는 압력차를 이용하는 고분자 섬유필터(15)로써 운전에 필요한 압력조건은 0.5∼1.0㎏/㎠ 정도이다.한편, 상부실(13)의 정제된 순환수는 밸브(V2)가 열린 상태로 출수관(30)과 난방 순환수 공급 라인(ℓ1)의 본 라인을 통해 아파트 단지의 각층의 개별실로 공급됨으로써, 보다 향상된 열 효율을 가질 수 있게 한다.

이때 오랜 정제에 따라 고분자 섬유 필터(15)의 외부면에 흡착된 이물질은 입수관(20)과 출수관(30)의 밸브(V1,V2)를 잠금한 상태에서 역세관(40)과 드레인관 (50)의 밸브(V3,V4)를 개방시킴에 따라 수세할 물의 유입이 역세되어 고분자 섬유 필터(15) 외면에 붙어 있는 이물질을 떨어뜨리고, 이 떨어진 이물질은 드레인관 (50)을 통해 외부로 배출시키면 되는 것이다.

이러한 일련의 작용은 전자 제어시스템으로 시간상의 주기나, 또는 난방 순환수의 오염도를 측정한 데이터에 의한 컴퓨터 제어시스템 등에 의해 자동화가 가능할 것이다.

이상과 같이 구성되고 작용되는 본 고안은 지역 난방 아파트의 난방 시스템에서 난방 순환수의 오염으로 인한 난방 불량, 난방비 증가, 배관 스케일 축적 등 제반 문제를 일으키는 오염물질을 현장에서 자동으로 제거하므로 연중 행사로 시행하는 난방수 전체를 교체하는 번거로움이 없이 항상 깨끗한 난방수의 사용으로 지역 난방수 순환 시스템의 효율 증대와 난방비 절감, 원활한 난방으로 주민의 불만을 줄여주고 아파트 수명을 연장할 수 있는 매우 간단하고 유용한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 열을 응축한 순환수를 저장하는 저장탱크(T)와, 이 저장탱크로부터 펌프(P1)에 의해 일정한 압력을 걸어주어서 순환수를 순환하게 하는 난방 공급수 라인(L1)과 난방 반환수 라인(L2)을 거쳐 다시 저장탱크(T)로 회수되는 순환을 이루게 하는 배관의 말단에 연결되는 열교환기(10)와, 이 열교환기를 거쳐 배관된 라인에는 난방 순환수를 공급하기 위한 펌프(P2)를 갖는 난방 순환수 공급라인(ℓ1)과, 이 라인으로부터 각 세대의 조정밸브(v)를 통해 각층의 각 세대를 순환하여 다시 열교환기로 보내지는 난방 순환수 반송라인(ℓ2)으로 구성되는 시스템에 있어서,

   상기 상,하부실(13,14)을 구획하는 다수의 구멍(h)을 갖는 격판(12)과, 상기 구멍 하부로 설치되고 일정길이로써 둘레 면에 평균 공경 0.005㎛∼0.1㎛ 정도의 미세 다공(15a)막을 형성한 다수의 중공사형 고분자 섬유 필터(15)를 구비한 용기 (11)와,

   상기 난방 순환수 공급라인(ℓ1)과 연결되는 밸브(V1)를 갖고 용기(11)의 하부실(14)에 연결되는 입수관(20)과,

   상기 용기의 상부실(13)로부터 난방 순환수 공급라인(ℓ1)으로 연결되어 밸브(V2)를 갖는 출수관(30)과,

   상기 용기의 상부실(13)에 연결되어 고분자 섬유 필터(15)에 피착된 오염물을 역세하기 위해 밸브(V3)를 갖는 역세관(40)과,

   상기 용기의 하부실(14)에 연결되어 역세되어 탈착된 오염물을 배출하기 위한 밸브(V4)를 갖는 드레인관(50)으로 설치된 것을 특징으로 한 지역 난방 순환수 정제장치.