KR100350593B1 - 바닥 난방 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설치와 유지가 용이하고 또한 바닥 골격 장치 내의 바탕 바닥 패널을 필요로 하는 구조적 특성을 제공하는 복사 패널 난방 장치를 제공한다. 그 장치는 모듈 기하학 내에 배열된 홈을 갖춘 구조적 바탕 바닥 패널(2)로 구성된다. 패널은 조화되는 홈 패턴으로 도드라진 전열성 표면으로 덮여 있다. 패널은 일반적인 바탕 바닥 패널 내에 다양한 바닥 지지 구조물(1)에 체결 가능하고, 순환수식 또는 전기 복사 패널 난방에 사용되는 형태의 배관(4) 또는 도선이 설치되는 균일 이격된 홈 배열을 생성하기 위해 동시에 상호 작용하는 동안 구조적 요구를 충족시킨다.

Description

바닥 난방 장치{Floor Heating System}

공간 내의 바닥 표면을 난방함으로서 공간을 난방하는 개념의 종래 기술은 멀리 로마 제국시대로 거슬러 올라간다. 현재 사용되는 순환수식 바닥 패널 난방 장치는 콘크리트 슬라브 내에 매설된 금속 또는 플라스틱 배관이나 다양한 수단을 통해 부착된 알루미늄 판을 갖춘 배관을 채용한다. 바닥을 건설한 후에, 알루미늄 판이 바닥 장선 사이의 합판 바탕 바닥 하방에 부착되는 (일예로, 미네소타주 애플 밸리 소재의 워스보(Wirsbo)사에 의해 판매된) 장치가 있다. 그 장치는 알루미늄 판으로 되어있었고 배관은 (일예로 시로키(Shiroki)에 특허 허여된 미국 특허 제4,865,120호에 기재된) 경량 골격과, 바탕 바닥 위에 배치되고 고정 가능한 재료의 또 다른 시트에 의해 덮여있는(일예로 스웨덴의 라저스테트 앤드 크란쯔 에이비(Lagerstedt and Krantz AB)사에 의해 판매된) 홈이 있는 발포 플라스틱 시트 또는 홈이 있는 합판에 의해 지지되었다. (일예로 스웨덴의 워스보 에이비(Wirsbo AB)사에 의해 판매된) 몇몇 발포 플라스틱 장치와 배관 배열 설계를 용이하게 하기 위해 모듈형 홈 형태를 이용하는(일예로 독일 특허 출원 DE제3411339호와 윌리엄(William)에게 특허 허여된 미국 특허 제3,037,746호에 기재된)몇몇 타일 장치가 존재하여 왔다.

패널 내에 이미 매설된 배관을 포함하고 그후 이전에 건설된 바탕 바닥 장치 상에 배치된 (일예로, 랩(Rapp)에게 특허 허여된 미국 특허 제2,681,796호와 일본 특허(소) 제57-108531호, 제59-158919호, 제59-95321호 및 제59-225228호에 기재된)더 큰 복사 패널 배열을 생성하기 위해 서로 결합되는 각각의 패널로 구성된 많은 장치가 존재하여 왔다.

본 명세서에 기재된 특징의 전체 영역을 실행하는 모듈 기하학적 형태로 설계된 홈이 엠보싱된 전열성 시트로 구성된 상부면을 갖춘 구조적 바탕 바닥의 조합체로 존재하는 장치의 흔적은 존재하지 않는다. 그것은 본 발명을 종래 기술과 구별하는 복사 패널 난방의 설치를 크게 간소화시킨 장치로의 구성 요소의 독특한 결합이다.

모든 복사 패널 난방 장치는 다른 이익 중에서도 최상의 편안함을 제공하는 경향이 있어 왔으며 현재의 장치는 다음의 이유로 인해 부분적으로만 수용되고 있다.

(A) 비싼 비용. 종래의 장치는 일반적으로 각각의 빌딩 설계에 맞추기 위해 고객 지향형 설계를 취해왔고 그 결과 대개 대지 상에 건축되었다. 그것들은 종종 패널의 중량으로 인해 추가의 구조 설계와 비용을 필요로 한다. 그 설치는 노동집약적이고 숙련공에 의해 이루어진다. 이 장치는 건축 공정의 타이밍을 붕괴시키고 종종 마감 바닥 재료의 용이한 설치를 방해한다.

(B) 신뢰성. 대부분의 현재의 장치에서 배관은 마감 바닥 재료의 설치자로부터 은폐되고 튜브가 이 공정 중에 패스너에 의해 손상되는 일이 자주 발생한다. 개조 중에, 재배치한 내벽은 또한 배관 손상의 큰 위험에 직면하게 된다. 튜브가 손상될 때 손상된 위치가 쉽게 탐지되지 않아서 수리를 하려면 종종 바닥 패널의 제거가 필요하게 된다.

(C) 응답 시간. 높은 열량과 높은 열 저항으로 인해, 현재의 장치는 일반적으로 몇시간 또는 몇일에 걸쳐 측정된 응답 시간에 따른 난방 부하 변경에 응답하는 것이 느리게 된다.

본 발명은 순환수식 또는 전기 복사 패널 난방 및 냉방 장치에 관한 것이다.

본 발명은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면으로부터 잘 알 수 있을것이다.

도1은 일반적인 바닥 골격, 바탕 바닥 및 벽 골격 장치 내에 이용되는 본 발명의 사시도이다.

도2는 결합되지 않은 연속 배관 통로를 제공하는 배열 안의 난방 패널의 모듈 조립체의 개략 평면도이다.

도3은 단부 배관 부분을 위해 사용되는 일반적인 모듈 바탕 바닥 패널 내의 홈의 평면도이다.

도4는 직선 배관 부분을 위해 사용되는 일반적인 모듈 바탕 바닥 패널 내의 홈의 평면도이다.

도5는 조립된 바탕 바닥 패널과, 전열면 및 순환수식 배관의 단면도이다.

도6은 도3 및 도4에 도시된 기하학적 집합체인 단일 모듈 바탕 바닥 패널 내의 홈의 평면도이다.

도7A 내지 도7E는 도3 및 도4에 도시된 기하학적 형태와는 다른 관련 모듈 바탕 바닥 패널의 그룹 내의 홈의 평면도이다.

따라서 본 발명의 목적은

(1) 하나의 단계에서 구조 바탕 바닥과 난방 장치의 원리를 제공하고, 종래의 건축 방법, 타이밍 및 기술을 이용하여 설치된 모듈형 바닥 시스템,

(2) 빌딩 구조 장치의 측방향 및 수직 하중을 줄이는 복사 패널 난방 장치의 무효 중량 감소,

(3) 대개 벽 배치와 마감 바닥 재료의 적용과는 별개로 1차 건축 중이나 어떠한 순차적인 개조 단계 중에 쉽게 손상되지 않고 손상되더라도 용이하게 수리될 수 있는 장치,

(4) 변경 난방 부하의 반응 시간의 감소,

(5) 위의 목적의 모두를 조합하여, 다른 난방 장치의 복사 패널 난방과 비교하여 전체의 비용 및 이익이 보다 유리하기에 충분한 사용자 만족의 증가와 함께 재료 및 노동 비용을 줄이는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 다음과 같이 달성된다.

본 발명의 일반적인 실시예에서, 빌딩의 바탕 바닥 막은 일반적으로 합판, 정향성 기판 또는 합판과 같이 쉽게 톱질되고, 고정되고, 부착되며 건설 산업에서 널리 이용되는 행위와 일치하는 방식으로 이용되는 다른 구조적으로 적절한 재료로 제작된 특별한 바탕 바닥 패널로 건설된다. 바탕 바닥 패널은 그 표면에 홈을 형성한 형태로 제조되어 왔고, 전열성 시트는 홈의 패턴과 조화되도록 엠보싱 하였고, 이 시트는 바탕 바닥 패널에 부착되어 왔다.

패널이 적소에 배치된 후에, 탄성중합 컴파운드가 홈 내에 배치되고 배관은 모듈 기하학에 의해 제공된 패턴에 따라 홈 안으로 압박된다. 컴파운드는 튜브를 적소에 유지시키고, 배관과 전열성 표면 사이의 공기 틈새를 채우고 패널의 상부면과 동일 높이가 되도록 흙손질 되어 마감 바닥 재료가 쉽게 부착되는 유연한 표면을 제공한다. 전열성 표면은 마감 바닥 덮개와 직접 접하고 종래의 장치 보다 더 신속한 열 응답을 제공한다.

벽이 건설되기 전 단계에서, 구조 바닥과 난방 장치가 설치되면, 상당한 비용을 절약할 수 있게 된다. 배관 통로의 명확한 가시도는 벽과 마감 바닥 재료를 이 바탕 바닥에 체결하는 동안 배관의 손상 가능성을 적게 한다. 또, 손상이 발생하는 경우에도, 누설 위치를 쉽게 찾아 보수하기가 쉬워진다.

이제 도1을 참조하면, 바닥 골격 장치 내의 본 발명의 일반적인 적용예가 도시된다. 종래의 바닥 장선(1)은 지지 장치를 포함한다. (도3에 도시된 것과 같은)패널(2)과 (도4에 도시된 것과 같은)패널(3)은 종래의 전형적인 바탕 바닥 막 내의 바닥 장선에 체결된다. 복사 패널 난방에 채용된 형태의 튜브(4)는 홈의 모듈 통로 안으로 압박된다.

이 예에서, 입구는 도면부호 5로 나타내고 출구는 도면부호 6으로 나타낸다. 홈의 간격은 외벽(7)이 튜브의 손상 없이 패널에 직접 체결되게 한다. 내벽(8)은압박 없이 그리고 튜브의 손상 없이 홈을 교차할 수 있다. 배관 통로의 명확한 가시도는 벽 또는 마감 바닥 재료를 튜브의 손상 없이 못(9)을 갖춘 바탕 바닥 막으로 체결 가능하게 한다.

수리가 필요하다면, 있음직하지 않게 구멍을 만드는 동일한 가시도로 인해 누설 위치를 찾는 것이 용이해진다. 바탕 바닥의 전체 구역의 제거 보다는 그 결함 위를 덮고 있는 마감 바닥의 일부분 만이 제거되어야 한다.

전열면은 일예로 카페트, 경목 바닥 또는 타일과 같은 바닥 덮개와 직접 접해있다. 마감 바닥 덮개에 의해 제공된 열 임피던스는 인접 순환수식 튜브 요소 사이의 열 경사도를 충분히 줄이기 위해 표면으로부터의 열 발산을 늦춘다.

존재하는 순환수식 냉난방 장치에서 예열 시간 또는 열 래그(lag)는 열량과 콘크리트 슬라브의 저항 또는 합판 바탕 바닥에 의해 조절된다. 이것은 현재의 장치에서 많은 시간 또는 심지어는 여러 날이 걸릴 수도 있다. 본 발명에서, 낮은 저항과 함께 낮은 질량은 표면 온도의 변화가 몇분 내에 측정가능하게 한다.

도2는 순환수식 배관이 배열 내에 배치되는 방법의 예를 도시한 난방 패널의 일반적인 배열의 평면도이다. 온수 입구(5)측은 단부 구역 패널(2)의 호에 접하는 홈(10)을 따라 진행된다. 그후 그것은 90° 만곡된 홈(11)으로 진행된다. 그후 그것은 도2에 도시된 대로 단부 패널(2)을 거쳐 일반적으로 각각의 단부 패널(12)에서 180° 회전하고, 직선 패널(3)을 거쳐 최종적으로 홈(11)에서 90° 회전하여 출구(6)측으로 진행되어 회로를 완성시킨다.

도3은 패널 당 3 개의 종방향 홈을 이용하는 단부 구역 패널의 평면도이다.그 크기 및 변장비는 현재 바탕 바닥 패널에 사용된다. 3 개의 홈(13, 14, 15)의 중심 사이의 간격은 패널 폭의 1/3이다. 홈(13, 15)의 중심은 패널(2)의 긴 단부로부터 패널(2) 폭의 1/6 만큼 이격된다. 패널(2)의 한쪽 단부 상에서 홈(13, 14, 15)의 단부는 반 원호 홈(12)에 의해 접속된다. 또한, 홈(13, 15)은 1/4 원호 홈(11)에 접속된다. 마지막으로 직선 홈(10)은 접선 방향으로 배치되고 호(11, 12)에 접속된다. 이 접선 방향 홈의 중심은 홈(13, 15)이 긴 단부로부터 이격된 것과 같이 패널의 짧은 단부로부터 동일 거리만큼 이격된다.

패널 당 3 개의 배관 통로 상에 기초한 이러한 간격은 영국의 측정 단위를 기초로 한 미국의 일반적인 구조에 최적이다. 그것은 외벽의 내부면과 카페트 택(tack) 스트립을 부착하기 위한 가장 가까운 배관 통로 사이에 충분한 공간을 제공하는 동안 통상 두께의 외벽의 조립을 가능하게 한다. 그렇지만, 본 명세서에 기재된 기하학 및 모듈에 따라 바탕 바닥의 시트당 1 개, 2 개, 4 개, 5개 또는 6 개의 튜브 모듈을 갖춘 패널을 제조하는 것도 유리하다. 이 유닛은 일예로 카페트 설치의 용이함이 표면 온도와 배관 밀도와 같은 다른 다양한 고려 대상보다도 덜 중요한 곳에서 선택된다. 미터 단위의 배관 및 바탕 바닥 재료가 사용되는 곳에서, 정확한 간격이 본 명세서에 기재된 기하학 및 모듈에 따라 통상의 건축 재료의 미터 크기에 기초하여 수정될 필요가 있다.

도4는 패널 당 3 개의 종방향 홈을 이용하는 직선 구역 패널의 평면도이다. 3 개의 홈(16, 17, 18)의 중심 사이의 간격은 패널(3) 폭의 1/3이다. 홈(16, 18)의 중심은 패널(3)의 긴 단부로부터 패널 폭의 1/6 만큼 이격된다. 패널 당 배관통로의 상이한 갯수로부터 발생하는 변화 또는 도3의 패널의 설명에서 계획된 미터 단위의 측정은 이러한 직선 가동 패널에도 적용된다.

도5는 본 명세서에 기재된 모든 패널에 적용 가능한 단면도이다. 홈(19)은 바탕 바닥에 형성된다. 하나의 실시예에서, 패널은 합판 또는 정향성 기판과 같은 단일 재료로 제작된다. 그 실시예에서, 홈이 형성되는 패널의 층(23)은 구조적으로 홈에 의해 구성되고 홈이 없는 나머지 층(24)은 표준 구조에서 발견되는 바닥 장선(1)의 일반적인 간격을 연결하는 충분한 구조적 특성을 갖추어야 한다. 또한, 본 발명의 가장 경제적인 실시예는 그 제1 특성이 압축 강도인 칩 기판 또는 입자 기판과 같은 재료 층(23)과 그 특성이 스팬을 가로지르는 구조에 최적인 합판 또는 정향성 기판과 같은 재료 층(24)을 갖춘 혼성 패널로 된다.

전열성 시트(20)는 바탕 바닥 패널 지형과 조화하는 윤곽을 갖도록 예비 성형되고 그후 패널에 부착된다. 도1 및 도2의 배열 내의 패널의 설치 후에, 탄성 중합체(21)는 홈(19) 안으로 배치된다. 그후 순환수식 배관(22)은 전열성 표면(20)과 양호한 열 접촉을 위해 탄성 중합체 피복 홈(19)의 기부 안으로 밀착하여 밀린다. 홈(19)의 전열성 표면과 순환수식 배관(22) 사이의 틈을 채우지 않는 어떠한 탄성 중합체(21)는 순환수식 배관(22)의 상부로 압착된다. 이러한 과잉은 그후 패널의 상부면과 동일 높이가 되도록 흙손질 된다. 이것은 바닥 덮개가 직접 설치될 수 있는 편평면을 제공한다.

탄성 중합체(21)는 3가지 기능을 제공한다. 그것은 공기 충전된 틈새를 줄이거나 제거함으로서 순환수식 배관(5)과 전도성 표면(20) 사이의 열 전달을 개선시킨다. 그것은 유연한 표면을 제공하고 카페트, 리노륨 또는 타일과 같은 부드러운 바닥 덮개를 지지한다. 그것은 배관을 적소에 유지시킨다. 경목과 같은 강성 바닥 덮개의 경우에, 순환수식 배관(22)과 전열성 홈(19) 사이의 밀착 압입 끼워맞춤은 탄성 중합체(21)의 완전한 제거를 가능하게 하고 경제적으로 가장 매력적인 건설 방법이 된다.

도3 및 도4에 도시된 2 개의 패널 형태는 단지 부지 수정시의 경우에 본 발명에 계획된 모든 소정의 이익을 만들어내기에 충분하다. 그러나, 2가지 형태의 패널이 매우 다양한 패널 설계를 수용 가능하도록 하기 위해, 정해진 패널 내에 호형 통로(11, 12)와 정해진 패널 내에서 이용하지 못하는 접선 통로(10)가 존재한다. 장치의 기본적 기하학을 상이한 갯수의 패널로 분해함으로서 이러한 사용하지 않은 통로의 제거는 더 많은 형태의 패널이 요구되는 교환과 함께 제작 및 설치 비용의 일부를 줄여 본 발명과 관련된 가공 및 발명 비용을 증가시킨다. 도7A, 도7B, 도7C, 도7D, 및 도7E는 패널(2, 3)의 기하학적 형태와는 다른 형태의 패널 장치의 예를 도시한 것이다.

또한, 간단한 제작으로 인한 비용 절약과 비축 요구로 인해 사용하지 않은 통로의 수를 줄일 필요성이 없게 되었으며, 정반대로 도3 및 도4에 도시된 패널의 기하학적 형태를 결합시키는 단일 패널은 가장 경제적이다. 도6은 패널(2, 3)의 기하학적 형태가 단일 패널로 결합된 단일 패널의 예를 도시한 것이다.

본 발명은 다른 잠재적인 적용예를 갖고 그 기술 분야에 숙련된 자라면 다른 분야에 이용할 수 있게 된다. 본 발명은 일반적인 석고 보드면 내에서 쉽게 유연하게 제작될 수 있는 벽 패널 또는 천정 패널로 이용된다. 난방 대신에, 본 발명은 냉각 유체를 순환시킴으로서 냉방에 사용될 수 있다. 또 다른 예에서 전기 패널 난방은 이 장치의 더 작은 직경의 일반 도선을 수용하는 더 작은 홈을 갖는 유사한 모듈 패널을 이용한다. 전기 냉방은 쿨롱 냉각을 이용함으로서 달성될 수 있다. 표준화된 모듈 패널이 전도성 표면의 일부로서 도선, 튜브 또는 섬유의 배열의 용이한 조립을 용이하게 하는 다른 전자 또는 열역학의 적용예가 존재하게 된다.

Claims (16)

1. 다수의 지지 패널을 포함하는 건물의 층간 전열 장치에 있어서,

   각각의 지지 패널은 전열층이 전열면을 형성하기 위해 부착되는 홈 부착 표면을 갖고, 다수의 지지 패널은 층간의 바탕 바닥을 형성하기 위해 서로 결합되고 결합된 지지 패널의 전열면은 벽이나 격벽의 조립 전에 바탕 바닥용 평면 전열면을 형성하기 위해 경화 가능한 합성물 내에 매설된 열 교환 수단을 구체화하기 위해 층간의 도처에 연속 홈 통로가 제공된 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
2. 제1항에 있어서, 열 교환 수단은 열 전달 장치와 접해 있는 방을 난방하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
3. 제1항에 있어서, 열 교환 수단은 열 전달 장치와 접해 있는 방을 냉방하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
4. 제1항에 있어서, 열 교환 수단은 다수의 지지 패널의 도처에 열 교환 매체를 운반하기 위한 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
5. 제1항에 있어서, 열 교환 수단은 열 전달 장치와 접해 있는 방의 저항 난방 또는 쿨롱 냉각을 위한 절연 도선을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
6. 제1항에 있어서, 다수의 지지 패널은 다수의 제1 및 제2 직사각형 지지 패널을 포함하고, 각각의 제1 직사각형 지지 패널의 홈 부착 표면은 제1 직사각형 지지 패널의 양 단부 사이에서 연장하는 균일하게 이격된 다수의 평행 홈을 포함하고, 각각의 제2 직사각형 지지 패널의 홈 부착 표면은 제2 직사각형 지지 패널의 제1 단부로부터 연장하고 제1 단부 반대편의 제2 직사각형 패널의 제2 단부 근방의 다수의 제2 호형 홈을 통해 접속된 균일하게 이격된 다수의 제1 평행 홈을 포함하고 또 다른 홈은 제1 및 제2 단부에 직각이고 호형 홈에 접하는 각각의 제2 직사각형 패널의 단부 사이에서 연장하는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
7. 제6항에 있어서, 제1 및 제2 지지 패널의 홈은 단일 지지 패널로 결합되는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
8. 제1항에 있어서, 경화 가능한 합성물은 열 전달 수단의 위치를 확인하고 열 전달 수단의 손상을 줄이기 위해 전열층과는 상이한 외형을 갖는 것을 특징으로 하는 열 전달 장치.
9. 모듈 홈 패턴이 형성된 전열성 패널 면을 각각 갖는 다수의 지지 패널로부터 건물 층간 열 교환 장치를 제작하기 위한 방법에 있어서,

   다수의 지지 패널의 모듈 홈 패턴이 바탕 바닥의 표면의 도처에 홈의 네트워크를 형성하도록, 층간 바탕 바닥을 형성하기 위해 다수의 지지 패널을 배치시키는 단계와,

   경화가능한 합성물과 열교환 수단을 홈의 네트워크에 부착시키는 단계와,

   전열성 패널 면을 갖춘 평면을 형성하기 위해 경화 가능한 합성물을 유연하게 하는 단계, 및

   벽과 격벽의 위치와는 별개로 층간 바탕 바닥 상에 지지 열 교환면을 형성하기 위해 경화 가능한 합성물을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 부착 단계는, 경화가능한 합성물을 홈의 네트워크에 부착시키는 단계와, 경화가능한 합성물이 열 교환 수단과 다수의 지지 패널 사이에서 전열 통로를 형성하도록 열 교환 수단을 부착된 경화가능한 합성물 내에 매설시키는 단계, 및 또 다른 경화가능한 합성물을 열 교환 수단위로 부착시키는 단계를 보조 단계로서 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 경화가능한 합성물을 부착하는 단계는, 열 전달 수단의 위치를 확인하기 위해 경화될 때 전도성 패널 면으로부터 시각적으로 식별가능한 경화가능한 합성물을 선택하는 단계와, 선택된 경화가능한 합성물을 홈의 네트워크에 부착시키는 단계를 보조 단계로서 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제9항의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환 장치.
13. 지지 패널의 적어도 한 단부를 교차하는 홈이 형성되어 있는 표면을 갖는 지지 패널과, 내부에 전열성 피복된 홈을 갖는 전열성 표면을 형성하기 위해 지지 패널의 표면 상에 배치되고 그 표면에 맞는 전열층을 포함하고,

    모듈 구조 유닛은 열 교환 수단과 전열면을 갖춘 평면을 형성하는 경화가능한 합성물을 수용하기 위해 전도성 도금된 홈의 네트워크를 갖는 빌딩 층간 바탕 바닥을 형성하기 위해 유사한 모듈 구조 유닛에 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈 구조 유닛.
14. 제13항에 있어서, 경화가능한 합성물은 탄성 중합체 합성물인 것을 특징으로 하는 모듈 구조 유닛.
15. 제14항에 있어서, 탄성 중합체 합성물은 열 교환 수단과 전열층 사이의 전열율을 향상시키기 위한 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈 구조 유닛.
16. 제13항에 있어서, 경화 가능한 합성물은 전도성 피복된 홈 내에서 선행 재하되는 것을 특징으로 하는 모듈 구조 유닛.