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영어

In this paper, an IoT steam trap system was designed to determine the failure of the steam trap to prevent heat energy excessively consumed due to the failure of the steam trap in the workplace that uses steam among thermal energy and to solve the problem of periodic batch replacement. A steam trap is a device installed in a steam piping system that discharges condensate, air, and other non-steam gases and minimizes the loss of steam. The steam trap collects temperature data at the inlet and outlet of the steam trap and selects an algorithm based on the Anomaly-Transformer model for fault diagnosis after the pre-processing process with time series data. In addition, the material of the product was selected and designed to verify its applicability to the high-temperature environment in which the steam trap was installed, and the normal operating temperature of the wireless communication module part was identified through heat transfer analysis. Using this system, it is expected that facility maintenance costs and carbon emissions will be reduced through clear maintenance compared to the existing one.

한국어

본 논문에서는 열에너지 중 스팀을 사용하는 사업장에서 스팀 트랩의 고장으로 인해 과소비되는 열에너지를 방지 및 주기적인 일괄 교체의 문제점을 해결하고자 스팀 트랩의 고장을 판단하는 아이오티(IoT) 스팀 트랩 시스템을 설계하였다. 스팀 트랩이란 스팀 배관 시스템에 설치되어 콘덴세이트, 공기, 그 외의 비증기 가스를 배출하고 증기의 손실을 최소화하는 장치이다. 스팀 트랩이란 스팀 트랩의 입구, 출구 부 온도 데이터를 수집하여 시계열 데이터로 전처리 과정 후 고장진단을 위해 어노멀리-트렌스포머(Anomaly-Transformer) 모델을 기반으로 하는 알고리즘을 선정하였다. 또한 스팀 트랩이 설치되는 고온의 환경에 적용성을 검증하기 위해 제품의 재료를 선정하여 설계하였고 열전달 해석을 통하여 무선 통신 모듈 부의 정상 작동 온도를 파악하였다. 본 시스템을 사용하여 기존 대비 명확한 유지보수로 시설 유지 비용과 탄소 배출량이 절감될 것으로 기대된다.