KR102496312B1

KR102496312B1 - 결함위치 추종 분극보정에 의한 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법

Info

Publication number: KR102496312B1
Application number: KR1020220086754A
Authority: KR
Inventors: 박태현
Original assignee: 하우솔루션 주식회사
Priority date: 2022-07-14
Filing date: 2022-07-14
Publication date: 2023-02-06
Anticipated expiration: 2042-07-14

Abstract

본 발명은 내부로 열유체가 흐르는 강관과 내측에 상기 강관을 수용하는 합성수지재의 외관과 상기 강관과 외관 사이에 충진되는 보온재와 상기 강관과 외관 사이에 내장되어 길이방향으로 연장되어 말단부가 서로 접속된 센서선과 리턴선을 포함하는 이중보온 열수송관에 대한 열손실 감시방법에 관한 것으로서, 상기 센서선에 결함위치 측정전압(Vm)을 인가하는 단계와; 상기 리턴선에서의 전압을 기준전압으로 삼아 상기 강관과 상기 리턴선 사이의 결함위치 전압(VIp)을 측정하는 단계와; 상기 센서선에 인가된 상기 결함위치 측정전압(Vm)을 분리하고, 상기 센서선과 상기 강관 사이에 상기 결함위치 전압(VIp)을 인가하는 단계와; 상기 강관과 상기 리턴선 사이의 전압(Vpp)을 측정하여 상기 결함위치 전압(VIp)과의 차이로부터 분극영향 전압(Vp)을 계산하는 단계와; 상기 결함위치 전압(VIp)에 상기 분극영향 전압(Vp)을 더하여 보정된 결함위치 전압(VIp')을 계산하는 단계와; 상기 결함위치 측정전압(Vm) 대비 상기 보정된 결함위치 전압(VIp')의 비율(VIp'/Vm)로부터 결함위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 결함위치의 계산에 있어서 분극의 영향 뿐 아니라 인가전압의 영향까지도 반영할 수 있어 계산 위치의 정확도를 높일 수 있다.

Description

결함위치 추종 분극보정에 의한 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법{HEAT LOSS MONITORING METHOD FOR DOUBLE-INSULATED HEAT PIPE USING POLARIZATION AMENDMENT WHICH FOLLOWS DEFECT POSITION}

본 발명은 주로 지역냉난방용으로 적용되는 열수송관, 특히 열수송 강관에 보온재와 합성수지재 외관으로 마감된 이중보온 열수송관에 대한 열손실 감시방법에 관한 것이다.

종래 열수송관의 열손실 감시방법에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이 이중보온 열수송관(10)의 결함(누수)위치를 측정하기 위해 먼저, 니켈크롬선 또는 나동선인 센서선(14)과 절연전선인 리턴선(15) 사이에 결함위치 측정전압(Vm)을 인가하고 결함위치(P)에서 센서선(14)으로부터 분배되는 전압이 누수로 인해 젖은 보온재(13)를 통과하여 강관(11)으로 유입되는 전압(VIp)을 측정하여 기준 유기전압으로 삼는다.

만약, 센서선(14)에 인가한 측정전압(Vm) 대비 상기 유기전압(VIp)의 비율로 결함위치(P)를 계산하게 된다면, 센서선(14)에 인가한 전압이 결함위치 비율만큼 전압강하가 발생한 점, 그리고 보온재(13)의 습기 상태에 따라 유전체의 분극 등의 영향으로 변화하게 되는 점을 반영하지 못하므로 그만큼 결함위치(P)의 계산오차가 발생하게 된다.

기존의 방식에서는 상기 분극의 영향을 제거하기 위해 알고 있는 전압(즉, 센서선에 인가하는 측정기준전압(Vm))을 정밀 측정하고, 기준전압에 연결된 리턴선(15)을 분리한 후, 동일한 전압이 유전체를 통과한 강관(11)에서의 전압(Vpp)을 측정하여 그 차전압(Vm-Vpp)을 분극전압(Vp)으로 계측하여 보정하는 방법을 사용하고 있다.

그런데, 결함위치(P)는 강관(11)의 길이방향을 따라 임의의 지점에서 발생할 수 있는 것임에도 불구하고, 항상 분극전압(Vp)을 고정된 기준전압(Vm)에 대하여만 보정하는 방법이어서 이 또한 오차를 내재할 수 밖에 없다는 문제가 있었다. 바꾸어 말하면, 기존의 방법으로 보정한 분극의 영향은 결함위치(P)에 따라 달라지는 인가전압의 영향을 고려하지 못한다는 문제가 있었다.

[선행기술문헌] 특허등록 제10-0545302호(2006.01.24.)

따라서, 본 발명의 목적은 결함위치의 계산에 있어서 분극의 영향 뿐 아니라 인가전압의 영향까지도 고려한 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 내부로 열유체가 흐르는 강관과 내측에 상기 강관을 수용하는 합성수지재의 외관과 상기 강관과 외관 사이에 충진되는 보온재와 상기 강관과 외관 사이에 내장되어 길이방향으로 연장되어 말단부가 서로 접속된 센서선과 리턴선을 포함하는 이중보온 열수송관에 대한 열손실 감시방법에 있어서, 상기 센서선에 결함위치 측정전압(Vm)을 인가하는 단계와; 상기 리턴선에서의 전압을 기준전압으로 삼아 상기 강관과 상기 리턴선 사이의 결함위치 전압(VIp)을 측정하는 단계와; 상기 센서선에 인가된 상기 결함위치 측정전압(Vm)을 분리하고, 상기 센서선과 상기 강관 사이에 상기 결함위치 전압(VIp)을 인가하는 단계와; 상기 강관과 상기 리턴선 사이의 전압(Vpp)을 측정하여 상기 결함위치 전압(VIp)과의 차이로부터 분극영향 전압(Vp)을 계산하는 단계와; 상기 결함위치 전압(VIp)에 상기 분극영향 전압(Vp)을 더하여 보정된 결함위치 전압(VIp')을 계산하는 단계와; 상기 결함위치 측정전압(Vm) 대비 상기 보정된 결함위치 전압(VIp')의 비율(VIp'/Vm)로부터 결함위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법을 제공한다.

여기서, 상기 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법은 상기 결함위치 측정전압(Vm)을 인가하기 위한 결함위치 측정전압 발생부에 더하여 상기 결함위치 전압(VIp)을 인가하기 위한 결함위치 추종 분극 측정전압 발생부를 추가적으로 구비하거나, 상기 결함위치 측정전압 발생부의 전압을 가변할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법에 의하면 열수송관의 결함위치를 계산함에 있어 상기 결함위치에서의 누수로 인한 분극의 영향을 반영할뿐 아니라 결함위치에 따라 달라질 수 있는 인가전압의 영향까지도 반영함으로써 더욱 높은 정확도로 결함위치를 계산해낼 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 이종보온 열수송관의 열손실 감시방법을 설명하기 위한 개략도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법을 설명하기 위한 단계별 개략도이다.

본 발명의 실시예에 따른 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법은 도 2에 도시된 바와 같은 이중보온 열수송관(10)에 대하여 수행된다. 이중보온 열수송관(10)은 내부로 열유체가 흐르는 강관(11), 내측에 상기 강관(11)을 수용하는 합성수지재의 외관(12), 상기 강관(11)과 외관(12) 사이에 충진되는 보온재(13)로 구성되며, 상기 강관(11)과 외관(12) 사이에 길이방향으로 연장되어 말단부(우측단부)가 서로 접속되는 센서선(14)과 리턴선(15)이 상기 보온재(13) 속에 내장된다.

이와 같이 갖추어진 이중보온 열수송관(10)에 대하여 결함위치 측정전압 발생부(20)를 포함하는 회로를 도시된 바와 같이 구성한다. 결함위치 측정전압 발생부(20)에 의해서는 일정한 결합위치 측정전압(Vm)이 발생하여 센서선(14)으로 인가된다.

보온재(13)는 절연체이나, 강관(11)의 임의의 지점(P)에서 결함으로 인한 누수가 발생할 경우 이 부위에서 수분을 함유하게 되는 보온재(13)를 통해 강관(11)으로 전류가 흐르게 된다.

이 경우에는 리턴선(15)에서의 전압을 기준전압으로 삼아 강관(11)과 리턴선(15) 사이의 결함위치 전압(VIp)을 측정할 수 있다.

다음으로, 도 2의 회로에서 결함위치 측정전압 발생부(20)를 분리함으로써 센서선(14)에 인가된 결함위치 측정전압(Vm)을 분리하고, 그 대신에 상기 결함위치 전압(VIp)을 인가할 수 있는 결함위치 추종 분극 측정전압 발생부(30)를 도 3에 도시된 바와 같이 연결한다. 또한, 도 2의 회로에서 기준전압에서 리턴선(15)을 분리한다(도 3 참조).

그런 다음, 도 3에 도시된 바와 같이 강관(11)과 리턴선(15) 사이의 전압(Vpp)을 측정한다. 이로부터, 결함위치(P)에서의 분극영향 전압(Vp)은 상기 결함위치 전압(VIp)과 상기 측정된 전압(Vpp)과의 차(즉, VIp-Vpp)로 계산된다.

이로부터, 결함위치(P)에서 센서선(14)으로부터 인가되는 전압(VIp')은 도 2에서 측정된 결함위치 전압(VIp)에 상기와 같이 계산된 분극영향 전압(Vp)을 더한 것으로 계산될 수 있다.

센서선(14)은 그 길이를 따라 일정한 비율의 전압강하 특성치를 가지게 되므로, 결함위치 측정전압(Vm) 대비 상기 보정된 결함위치 전압(VIp')의 비율(VIp'/Vm)로부터 결함위치(P)의 발생지점을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법에 의하면 실제 결함위치(P)에서의 분극 영향은 그 인가되는 전압에 따라 달라지는 점을 반영한 것이므로 센서선(14)이나 리턴선(15)의 절연저항에 크게 영향을 받지 않는다. 실제, 종래기술에 의할 경우 절연저항이 100kΩ 이하인 경우에만 결함위치(P) 계산의 정밀도를 보장할 수 있었으나, 상기와 같은 본 발명에 따른 열손실 감시방법에 의할 경우에는 절연저항이 2MΩ에 달하는 센서선(14)이나 리턴선(15)일 경우에도 높은 정확도를 나타낼 수 있다. 따라서, 센서선(14)이나 리턴선(15)의 결함위치 관련 규격 요건을 크게 완화시킬 수 있게 된다.

10: 이중보온 열수송관
11: 강관
12: 외관
13: 보온재
14: 센서선
15: 리턴선
20: 결함위치 측정전압 발생부
30: 결함위치 추종 분극 측정전압 발생부

Claims

내부로 열유체가 흐르는 강관과, 내측에 상기 강관을 수용하는 합성수지재의 외관과, 상기 강관과 외관 사이에 충진되는 보온재와, 상기 강관과 외관 사이에 내장되어 길이방향으로 연장되어 말단부가 서로 접속된 센서선과 리턴선을 포함하는 이중보온 열수송관에 대한 열손실 감시방법에 있어서,
상기 센서선에 결함위치 측정전압(Vm)을 인가하는 단계와;
상기 리턴선에서의 전압을 기준전압으로 삼아 상기 강관과 상기 리턴선 사이의 결함위치 전압(VIp)을 측정하는 단계와;
상기 센서선에 인가된 상기 결함위치 측정전압(Vm)을 분리하고, 상기 센서선과 상기 강관 사이에 상기 결함위치 전압(VIp)을 인가하는 단계와;
상기 강관과 상기 리턴선 사이의 전압(Vpp)을 측정하여 상기 결함위치 전압(VIp)과의 차이로부터 분극영향 전압(Vp)을 계산하는 단계와;
상기 결함위치 전압(VIp)에 상기 분극영향 전압(Vp)을 더하여 보정된 결함위치 전압(VIp')을 계산하는 단계와;
상기 결함위치 측정전압(Vm) 대비 상기 보정된 결함위치 전압(VIp')의 비율(VIp'/Vm)로부터 결함위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법.
제1항에 있어서,
상기 결함위치 측정전압(Vm)을 인가하기 위한 결함위치 측정전압 발생부에 더하여 상기 결함위치 전압(VIp)을 인가하기 위한 결함위치 추종 분극 측정전압 발생부를 추가적으로 구비하거나, 상기 결함위치 측정전압 발생부의 전압을 가변할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 이중보온 열수송관용 열손실 감시방법.