KR-102959928-B1 - System for diagnosing and managing internal and external leaks for heating water distributors

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Abstract

본 발명은 난방수 분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템에 관한 것으로, 이는 난방수 분배기의 환수 분기관에 각각 삽입되어, 상기 환수 분기관을 통해 환수되는 난방수의 온도를 센싱 및 통보하는 다수의 환수온도 센서; 밸브 폐쇄 명령이 발생하면, 상기 환수온도 센서를 통해 밸브 폐쇄 전후의 환수온도 변화량을 파악 및 분석하여 내부 누수 발생 여부와 내부 누수 발생 위치를 검출하고, 내부 누수 발생 위치에 관련된 상기 난방수 분배기의 공급 제어 밸브를 폐쇄시키는 밸브 제어함; 댁내에 설치되어, 상기 밸브 제어함의 제어 상태와 누수 검출 결과를 사용자에게 안내하는 댁내 조절기; 및 상기 밸브 제어함과 상기 댁내 조절기 중 어느 하나를 통해 상기 밸브 제어함의 제어 상태와 누수 검출 결과를 공유받아 안내하는 사용자 단말을 포함한다.

Inventors

박근식
이세윤
안성현

Assignees

(주)한성시스코

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241111

Claims (5)

난방수 분배기의 환수 분기관에 각각 삽입되어, 상기 환수 분기관을 통해 환수되는 난방수의 온도를 센싱 및 통보하는 다수의 환수온도 센서; 밸브 폐쇄 명령이 발생하면, 상기 환수온도 센서를 통해 밸브 폐쇄 전후의 환수온도 변화량을 파악 및 분석하여 내부 누수 발생 여부와 내부 누수 발생 위치를 검출하고, 내부 누수 발생 위치에 관련된 상기 난방수 분배기의 공급 제어 밸브를 폐쇄시키는 밸브 제어함; 댁내에 설치되어, 상기 밸브 제어함의 제어 상태와 누수 검출 결과를 사용자에게 안내하는 댁내 조절기; 및 상기 밸브 제어함과 상기 댁내 조절기 중 어느 하나를 통해 상기 밸브 제어함의 제어 상태와 누수 검출 결과를 공유받아 안내하는 사용자 단말을 포함하되, 상기 난방수 분배기의 환수 분기관에 각각 삽입되어, 상기 환수 분기관을 통해 환수되는 난방수의 유량을 측정하는 다수의 유량 센서; 상기 난방수 분배기의 공급 분기관 각각에 설치되어 공급되는 난방수의 외부 누수를 측정하는 다수의 배관 결합형 누수 센서; 및 상기 난방수 분배기의 바닥면의 외부 누수 발생 여부를 감지하는 바닥형 누수 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 상기 밸브 제어함은 상기 환수온도 센서와 상기 유량 센서 중 적어도 하나를 이용하여 난방 조건이 아닐 때에 난방수 흐름이 발생하는 내부 누수를 검출하고, 상기 배관 결합형 누수 센서와 상기 바닥형 누수 센서 중 적어도 하나를 이용하여 관내 밖으로 난방수가 흐르는 외부 누수를 검출하는 것을 특징으로 하는 난방수 분배기용 누수 관리 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 밸브 제어함은 상기 배관 결합형 누수 센서를 통해서는 외부 누수 발생 위치를 확인하고, 상기 바닥형 누수 센서를 통해서는 외부 누수 발생 범위를 감지하는 것을 특징으로 하는 난방수 분배기용 누수 관리 시스템.
제4항에 있어서, 상기 밸브 제어함은 외부 및 내부 누수 감지 시 누수 발생 상황을 사용자에게 안내하고, 누수 발생 위치에 따라 공급 분기관 각각에 설치된 다수의 공급 제어 밸브, 환수 분기관 각각에 설치된 다수의 환수 제어 밸브, 공급 메인관과 환수 메인관 중 적어도 하나에 설치된 메인 밸브 중 적어도 하나를 강제 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 난방수 분배기용 누수 관리 시스템.

Description

난방수 분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템{System for diagnosing and managing internal and external leaks for heating water distributors} 본 발명은 난방수 분배기 및 배관 내의 물이 외부로 유출되는 외부 누수 현상과 밸브나 구동부 등의 고장으로 유로가 차단되지 않아서 내부 누수 현상을 모두 감지 및 통보하고, 누수 차단을 위한 후속 조치까지 자동으로 수행할 수 있도록 하는 난방수분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템에 관한 것이다. 일반적으로, 난방수분배기는 주택이나 아파트 등에 설치되어서 열원(보일러 또는 지역난방공사)으로부터 공급되는 난방수를 난방대상인 난방공간의 바닥에 매립된 다수의 난방배관으로 공급하고, 난방배관을 통해서 난방공간을 경유한 난방수를 환수하여 열원(보일러 또는 지역난방)으로 순환시키기 위한 것이다. 널리 사용되고 있는 난방수분배기는 양측으로 세워지는 지지대 사이로 수평 설치되는 공급 메인관과 환수 메인관을 상하 2층 구조로 배열하고, 각 공급 메인관과 환수 메인관의 밑에는 각 방으로 부설되는 난방배관이 밸브를 개재하여 직교방향으로 접속 연결된 구성으로 되어 있다. 이와 같은 2층 구조의 난방수분배기에서 관 접속 부위에서 설치 과정에서 초기 설치 불량이 발생하거나 난방수와 냉수가 접촉하여 가해지는 스트레스가 오랜 기간 계속되면 누수를 일으키게 되고, 이러한 누수 현상은 아파트의 하자 원인의 대다수를 차지하므로 이에 대한 해결책이 요망되고 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 난방수분배기의 정면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방수분배기의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 난방수분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누수 알림 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 난방수분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템을 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 난방수분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템을 도시한 도면이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 난방수분배기의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방수분배기의 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 난방수분배기(100)는 열원에 의해 가열된 난방수가 공급되는 공급 메인관(111), 공급 메인관(111)에 다수의 난방 배관(20)을 1:1 연결시키는 다수의 공급 분기관(112), 난방 배관(20)을 경유하여 흘려 온도가 낮아진 난방수를 다시 열원으로 환수시키는 환수 메인관(113), 환수 메인관(113)에 다수의 난방 배관(20)을 1:1 연결시키는 다수의 환수 분기관(114), 공급 분기관(112) 각각에 설치된 다수의 공급 제어 밸브(115), 환수 분기관(114) 각각에 설치된 다수의 환수 제어 밸브(116), 환수 제어 밸브(116) 각각의 개폐량을 전자식으로 제어하는 다수의 밸브 구동기(117), 공급 메인관(111과 환수 메인관(113) 중 적어도 하나에 설치된 메인 밸브(118)를 구비할 수 있다. 메인 밸브(118)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공급 메인관(111)과 환수 메인관(113) 중 적어도 하나에 설치되는 밸브(118a)와 밸브(118a)의 개폐량을 전자식으로 제어하는 다수의 밸브 구동기(118b)로 구성되는 전자식으로 구현되거나, 도 2에서와 같이 밸브 손잡이를 통해 사용자가 개폐량을 수동 제어하는 수동식으로 구현될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. 이와 같이 구성되는 난방수분배기(110)는 난방공간의 바닥에 매립된 다수의 난방배관으로 공급하고, 난방배관을 통해서 난방공간을 경유한 난방수를 환수하여 열원으로 순환시키도록 하며, 사용자가 공급 제어 밸브(115), 환수 제어 밸브(116) 및 메인 밸브(118) 등을 통해 난방수 공급량과 공급위치를 다양하게 조절할 수 있도록 한다. 그리고 본 발명의 난방수 분배기(110)는 센싱부(120)를 추가 구비하여, 난방수 분배기(110)의 누수 상태를 여러 가지 방식으로 감지 및 통보할 수 있도록 한다. 센싱부(120)는 환수 분기관(114) 각각에 설치되어 난방수의 환수온도를 측정하는 다수의 환수온도 센서(121), 환수 분기관(114) 각각에 설치되어 환수되는 난방수의 유량을 측정하는 다수의 유량 센서(122), 공급 분기관(112) 각각에 설치되어 공급되는 난방수의 외부 누수를 측정하는 다수의 배관 결합형 누수 센서(123), 난방수 분배기의 바닥면에 누수 발생 여부를 감지하는 바닥형 누수 센서(124) 중 적어도 하나를 더 포함하여, 환수온도, 유량 및 외부 누수를 직접 감지하는 방식으로 난방수 분배기(110)의 내부, 외부 누수 상태를 감지 및 통보할 수 있도록 한다. 본 발명의 난방수 분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템은 상기의 난방수 분배기에 결합되어 내부, 외부 누수 발생을 감지 및 통보하고 후속 조치를 취할 수 있도록 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 난방수 분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템을 도시한 도면이다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 난방수 분배기용 내외부 누수 진단 관리 시스템은 다수의 환수환수온도 센서(121), 유량 센서(122), 배관결합형 누수 센서(123), 및 바닥형 누수 센서(124), 밸브 제어함(130, 댁내 조절기(140) 및 사용자 단말(150) 등을 포함한다. 다수의 환수환수온도 센서(121)는 앞서 설명된 난방수 분배기(110)의 환수 분기관(114)에 각각 설치되어, 환수 분기관(114)을 거쳐 열원으로 난방수의 환수온도를 각각 센싱한다. 다수의 유량 센서(122)는 다수의 환수 분기관(114) 각각에 설치되어 환수되는 난방수의 유량을 각각 센싱한다. 다수의 배관 결합형 누수 센서(123)는 공급 분기관(112) 각각에 설치되어, 공급되는 난방수의 외부 누수를 측정한다. 바닥형 누수 센서(124)는 난방수 분배기의 바닥면에 누수 발생 여부를 감지한다. 이때, 본 발명에서는 환수온도 센서(121)와 유량 센서(122)를 이용하여 내부 누수를 감지하고(즉, 난방 조건이 아닐 때에, 난방수 흐름이 발생하는 지를 감지함), 배관 결합형과 바닥형 누수 센서(123, 124)를 이용하여 외부 누수를 감지 하되(즉, 관내 밖으로 난방수가 흐름을 감지함), 배관 결합형 누수 센서(123)를 통해서는 외부 누수 발생 위치를 확인하고, 바닥형 누수 센서(124)를 통해서는 관을 벗어난 넓은 범위(즉, 외부 누수 발생 범위)를 감지하도록 한다. 참고로, 환수 분기관(114)에 내부 누수가 발생하지 않으면 환수 제어 밸브(116)가 개방되었을 때의 측정 온도(예를 들어, 45 ℃)와 폐쇄되었을 때의 측정 온도(예를 들어, 25 ℃) 간에는 큰 차이가 발생한다. 그러나 환수 분기관(114)에 내부 누수가 발생하면 환수 제어 밸브(116)가 개방되었을 때의 측정 온도(예를 들어, 45 ℃)와 폐쇄되었을 때의 측정 온도(예를 들어, 40 ℃)간의 차이가 크게 줄어들게 된다. 이에 본 발명의 밸브 제어함(130은 내부 누수 검출 기준에 대한 정보를 사전 저장하고, 이를 기준으로 내부 누수 발생 여부를 확인할 수 있도록 한다. 이때, 내부 누수 검출 기준은 난방수 공급 온도, 난방수 공급량 및 외부 온도에 의해서도 영향을 받을 수 있으므로, 난방수 공급 온도, 난방수 공급량 및 외부 온도에 따라 내부 누수 발생에 따른 환수온도 변화량을 구분하여 저장할 수도 있도록 한다. 밸브 제어함(130)은 밸브 폐쇄 명령이 발생할 때마다, 환수환수온도 센서(121)를 통해 밸브 폐쇄 직전의 온도와 밸브 폐쇄 직후의 온도를 두 번에 걸쳐 측정한 후 서로 비교하여 환수온도 변화량을 산출한다. 산출된 온도 변화량이 누수 발생에 따른 온도 변화량에 속하는 지점이 있으면, 해당 지점을 내부 누수 발생 위치로 검출 및 통보한다. 그리고 밸브 구동기(117)를 통해 내부 누수 발생 위치에 대응되는 환수 제어 밸브(116)를 강제 폐쇄시켜, 내부 누수 발생 위치에 관련된 공급 분기관(112) 및 환수 분기관(114)을 통해서는 난방수가 더 이상 흐르지 못하도록 한다. 즉, 난방수에 의한 내부 누수 발생 문제를 차단하도록 한다. 또한, 본 발명은 도 4에서와 같이, 난방수 분배기(110)의 밸브 구동기(117) 각각에 위치되는 다수의 LED(119)를 추가로 구비하고, LED(119) 각각의 발광색을 누수 상태에 따라 발광색을 가변함으로써 누수 발생 위치를 사용자에게 시각적으로 안내할 수도 있도록 한다. 댁내 조절기(140)는 밸브 제어함(130과의 IOT 방식으로 통신하는 제어 패널 형태로 댁내(예를 들어, 거실, 베란다, 안방 등)에 설치되어, 밸브 제어함(130의 제어 상태와 누수 검출 결과를 시청각적으로 사용자에게 안내하도록 한다. 이때, IOT 통신은 와이파이(Wi-Fi), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), Z-Wave, LoRa (Long Range), Sigfox, Narrowband IoT (NB-IoT), LTE-M (LTE Cat-M1) 등으로 구현될 수 잇으나, 이에 한