KR100723892B1 - 건식 온돌 패널 및 그를 이용한 난방구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비교적 저온의 온수로도 충분한 난방기능을 얻을 수 있고 또한 난방을 요하는 구조물에 바닥면 철거를 최소화하면서 용이한 작업을 통해 설치할 수 있는 건식 온돌 패널 및 그를 이용한 난방구조에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 건식 온돌 패널은, 입수관과 출수관 그리고 상기 입수관에 유입되는 유체매질이 상기 출수관으로 분산되면서 흐르도록 연결하는 다수의 세관이 내부에 설치된 방열매트와, 상기 방열매트의 상면에 결합되는 열전도판과, 상기 방열매트의 하면에 결합되는 단열재를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 건식 온돌 패널을 이용하는 난방구조는, 상기 복수의 건식 온돌 패널이 구조물의 바닥면에 평면 상으로 순차 배열되고, 상기 복수의 건식 온돌 패널 중 최외측 건식 온돌 패널의 입수관과 출수관에 메인 입수관과 메인 출수관이 각각 연결되며, 유체매질이 소정 온도로 가열되어 상기 메인 입수관과 메인 출수관을 통해 상기 각 건식 온돌 패널로 순환되도록 하는 보일러 장치가 설치되는 구성이다.

건식 온돌 패널, 세관, 폴리 프로필렌, 난방

Description

건식 온돌 패널 및 그를 이용한 난방구조{Dry ondol panel and heating structure therewith}

도 1은 본 발명에 따른 건식 온돌 패널의 일 실시예를 보인 분해사시도

도 2는 도 1의 건식 온돌 패널을 A-A 에서 본 단면도

도 3은 본 발명에 따른 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조의 일 실시예를 보인 도면

도 4는 본 발명에 따른 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조의 다른 실시예를 보인 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 건식 온돌 패널 10 : 방열매트

12 : 입수관 14 : 출수관

16 : 세관 18 : 황토

20 : 열전도판 30 : 단열재

40 : 바닥면 50 : 마감재

60 : 메인 입수관 70 : 메인 출수관

80 : 보일러 장치

본 발명은 건식 온돌 패널 및 그를 이용한 난방구조에 관한 것으로써, 특히 비교적 저온의 온수로도 충분한 난방기능을 얻을 수 있고 또한 난방을 요하는 구조물에 바닥면 철거를 최소화하면서 용이한 작업을 통해 설치할 수 있는 건식 온돌 패널 및 그를 이용한 난방구조에 관한 것이다.

일반적으로 가정용 주택이나 상업용 건물 등 건축물에는 난방구조가 설치된다. 특히 국내의 경우 전통적인 난방 구조로써 온돌 방식이 통상 사용된다.

근래에는 개량식 온돌로써, 건축물의 바닥에 파이프를 매설하고, 보일러에 의해 덥혀진 온수를 매설된 파이프로 순환시켜 난방하는 방식이 널리 이용되고 있다.

그러나 상기한 개량식 온돌의 경우 파이프 교체 등 보수 공사시 콘크리트 층을 모두 깨내야 하는 것이므로 작업이 어려운 것이었다.

따라서 시멘트를 사용하지 않고 조립만으로 공사가 완료되는 건식 온돌 시스템이 사용되기도 하며, 이러한 건식 온돌 시스템에는 건식 온돌 패널이 사용된다.

그러나, 상기 종래의 건식 온돌 패널은 비교적 큰 지름의 단일 파이프가 내장되는 구조로 이루어짐에 따라, 상기 단일 파이프는 외부와의 접촉면적이 그 지름과 길이에 의존하는 한계치가 있어 내부를 흐르는 온수의 열이 외부로 전달되는데 충분하지 못하므로 신속한 난방이 이루어지지 못할 뿐만아니라 충분한 난방온도를 얻기 위해서 고온의 온수를 공급해야 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 건식 온돌 패널은 큰 지름의 파이프로 인해 상당한 두께를 가짐에 따라, 파이프를 콘크리트로 매설한 난방구조가 존재하는 건축물에 설치되는 경우 기존의 난방구조를 걷어내지 않고 콘크리트 층 위에 적층하여 설치하는데 무리가 따르고, 따라서 기존의 난방구조를 모두 철거한 후 설치할 수 밖에 없어 설치 작업이 매우 복잡하고 작업 시간도 많이 필요한 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 비교적 저온의 온수를 공급하여도 온수의 난방면에 대한 접촉이 조밀하게 이루어지면서 최대한의 열전달을 하여 충분한 난방온도를 제공하게 되는 저온도 건식 온돌 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 건식 온돌 패널를 복수개로 설치하여 이루어지는 건식온돌 패널을 이용한 난방구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 난방 구조를 극히 일부분만 철거하면서 적층하여 설치할 수 있는 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 건식 온돌 패널은, 입수관과 출수관 그리고 상기 입수관에 유입되는 유체매질이 상기 출수관으로 분산되면서 흐르도록 연결하는 다수의 세관이 내부에 설치된 방열매트와, 상기 방열매트의 상면에 결합되는 열전도판과, 상기 방열매트의 하면에 결합되는 단열재를 포함하여 이루어진다.

상기에서 상기 방열매트의 입수관과 출수관은 매트 측면을 따라 서로 평행하 도록 배열되며, 상기 다수의 세관은 상기 입수관 또는 출수관의 배열 방향과 수직을 이루도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 방열매트의 입수관과 출수관 그리고 다수의 세관은 폴리프로필렌(polypropylene) 수지의 소재로 된 것을 특징으로 한다.

상기에서 각 세관의 직경은 3㎜ 내지 5㎜ 이고, 세관들의 간격은 20㎜ 내지 35㎜인 것을 특징으로 한다.

상기에서 방열매트의 입수관과 출수관 그리고 다수의 세관을 제외한 공간에 황토가 채워지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어진 건식 온돌 패널의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 건식 온돌 패널의 일 실시예를 보인 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 건식 온돌 패널을 A-A 에서 본 단면도이다.

건식 온돌 패널(1)은 방열매트(10)와 열전도판(20) 그리고 단열재(30)를 포함하여 이루어진다.

방열매트(10)는 입수관(12)과 출수관(14) 및 세관(16)을 내측에 구비하는 것으로써, 입수관(12)을 통해 외부의 유체매질이 유입되고, 이와 같이 입수관(12)으로 유입된 유체매질은 세관(16)을 통해 출수관(14) 방향으로 흐르며, 출수관(14)으로 모여진 유체매질은 외부로 배출된다.

여기서 입수관(12)과 출수관(14) 및 세관(16)은 폴로프로필렌(polypropylene) 수지의 소재로 되어 높은 내열성과 내식성을 가지므로, 반영구적 사용이 보장되고 인체에 해를 끼치지 않도록 함이 바람직하다.

도 1을 참조하면 입수관(12)과 출수관(14)은 매트의 일측 단변을 따라 서로 평행하도록 배열되고, 다수의 세관(16)은 입수관(12)이나 출수관(14)의 배열 방향과 수직을 이루되 패널의 타측 단변 부근에서 절곡되어 양단을 각각 입수관(12)과 출수관(14)에 연결하는 구조로 이루어진다.

그리고, 세관(16)은 입수관(12)(14) 또는 출수관보다 작은 직경을 갖도록 이루어진다. 이와 같은 세관의 직경은 3㎜ 내지 5㎜로 이루어짐이 바람직하며, 여기서 세관의 직경이 반드시 3㎜ 내지 5㎜의 범위 내에서 이루어져야 하는 것은 아니며 어느 정도 범위 내에서 변형되게 실시될 수 있음은 물론이다. 또한 각 세관(16)들의 간격은 20㎜ 내지 35㎜로 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 입수관과 출수관 및 세관은 도 1에 예시된 구조 외에도 여러 형태로 실시될 수 있다. 예를 들면 입수관은 매트의 일측 단변을 따라 배열되고, 출수관은 입수관과 평행하도록 매트의 타측 단변을 따라 배열되며, 이와 같은 입수관과 출수관의 사이에서 다수의 세관이 그 양단을 입수관과 출수관에 각각 연결하도록 설치될 수 있다.

또한, 방열매트(10)의 입수관(12)과 출수관(14) 및 세관(16)을 제외한 공간에 황토(18)가 채워지도록 하므로써, 상기 관들, 특히 세관(16)을 따라 흐르는 유체매질(이하 "온수"라 칭한다)에 의해 열이 방출되면서 황토(18)의 유용한 성분이 방사되도록 함이 바람직하다.

열전도판(20)은 방열매트(10)의 상면에 결합되어 방열매트(10)에서 방출되는 열을 전도시킨다. 이와 같은 열전도판(20)은 알루미늄이나 아연으로 이루어짐이 바람직하다.

단열재(30)는 우레탄폼이나 기타 환경 친화적이고 인체에 유익한 재질로 이루어짐이 바람직하며, 이와 같은 단열재(30)는 방열매트(20)의 하면에 결합된다.

상기 구성의 건식 온돌 패널(1)에 의해서, 입수관(12)으로 유입된 유체매질은 다수의 세관(16)으로 분산되어 흐른 후 출수관(14)으로 모여 외부로 배출된다. 이때 세관(16)들의 열전도판과 접촉되는 면적의 합은 동일한 유체매질이 흐를 수 있는 단일한 관, 가까운 예로 입수관(12) 및 출수관(14)의 노출면적과 비교할 수 없을 정도로 넓으므로, 유체매질이 다수의 세관(20)으로 흐르는 동안 유체매질은 열전도판(20)과 탁월하게 높은 열전달을 하게 된다. 더욱이 건식 온돌 패널(1)에 황토를 채워 구성하면 황토 찜질의 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 앞에서 설명한 건식 온돌 패널을 이용하여 구조물의 난방을 하는 난방구조를 설명한다.

건식 온돌 패널을 이용한 난방구조는, 상기한 구조를 가지면서 난방이 요구되는 구조물에 평면 상태가 되도록 순차적으로 배열되어 각각의 입수관과 출수관이 인접하는 쪽과 서로 연결되는 복수의 건식 온돌 패널과, 상기 복수의 건식 온돌 패널 중 최외측 건식 온돌 패널의 입수관과 출수관에 각각 연결되는 메인 입수관 및 메인 출수관과, 유체매질이 소정 온도로 가열되어 상기 메인 입수관과 메인 출수관을 통해 상기 각 건식 온돌 패널로 순환되도록 하는 보일러 장치를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어진 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조의 일 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다.

건식 온돌 패널을 이용한 난방구조는, 복수의 건식 온돌 패널(1,1',1":이하 도면부호 1로만 기재키로 함)과, 메인 입수관(60) 및 메인 출수관(70)과, 보일러 장치(80), 마감재(50)를 포함하여 이루어진다.

복수의 건식 온돌 패널(1)은 각각 도 1의 실시예에 따른 구조를 갖는 것으로써, 이와 같은 복수의 건식 온돌 패널(1)은 난방이 요구되는 구조물의 바닥면(40)을 따라 순차적으로 배열된다. 그리고 각 건식 온돌 패널(1)의 입수관(12)은 인접하는 다른 건식 온돌 패널의 입수관과 연결되고, 또한 각 건식 온돌 패널(1)의 출수관(14)은 다른 건식 온돌 패널의 출수관과 연결된다.

메인 입수관(60)과 메인 출수관(70)은 복수의 건식 온돌 패널(1)에 공급되기 위한 온수를 유도하기 위한 것으로써, 이에 따라 메인 입수관(60)과 메인 출수관(70)의 일단은 순차 배열된 복수 건식 온돌 패널 중 최외측에 위치하는 건식 온돌 패널(1)의 입수관(12))과 출수관(14)에 연결된다.

보일러 장치(80)는 물을 소정 온도로 가열시킨 후, 가열된 소정 온도의 온수를 메인 입수관(60)과 다수 건식 온돌 패널(1)의 각 입수관(12) 그리고 각 출수관(14)과 메인 출수관(70)을 따라 순환되도록 한다.

다시 말해, 보일러 장치(80)에서 소정 온도로 가열된 온수는 메인 입수관(60)을 통해 최외측 건식 온돌 패널(1)의 입수관(12)으로 유입되며, 이때 각 건식 온돌 패널의 입수관은 서로 연결된 상태이므로 최외측 건식 온돌 패널(1)의 입수관 (12)으로 유입되는 온수는 각 건식 온돌 패널의 서로 연결된 입수관을 통해 흐르게 된다. 그리고 각 건식 온돌 패널의 입수관으로 유입된 온수는 세관(16)을 따라 흐르게 되고, 이와 같이 세관을 따라 흐른 온수는 출수관(14)으로 모여지면서 최외측 건식 온돌 패널(1)의 출수관(14)에 연결된 메인 출수관을 통해 배출된다.

마감재(50)는 상기 순차 배열된 건식 온돌 패널의 상면을 덮는 것으로써, 이와 같은 마감재로는 장판이나 목재 등이 사용된다.

상기 구성의 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조에 의해서, 순차적으로 배열되어 온수를 공급받는 각 건식 온돌 패널(1)이 작은 직경을 가지며 비교적 조밀하게 배열된 세관(16)을 통해 방열 작용을 함에 따라, 난방 면적이 극대화되는 것일 뿐만아니라 높은 열 전도율을 보이는 것이므로 비교적 저온의 온수로도 충분한 난방이 가능하고 또한 신속한 난방이 가능하게 된다.

다음으로, 건식 온돌 패널을 이용하는 난방구조의 다른 구조를 설명한다.

건식 온돌 패널을 이용한 난방구조는, 상부의 열전도판과 하부의 단열재 사이에 다수의 세관이 일단을 외부의 입수관에 연결하고 타단을 외부의 출수관에 연결하도록 설치되는 구조로 이루어져 난방이 요구되는 구조물에 평면 상태가 되도록 순차적으로 배열되는 복수의 건식 온돌 패널과, 상기 구조물에 매립되어 상기 각 건식 온돌 패널의 세관이 연결되는 입수관과 출수관, 상기 입수관과 출수관에 각각 연결되는 메인 입수관과 메인 출수관, 그리고 유체매질이 소정 온도로 가열되어 상기 메인 입수관과 입수관을 통해 각 건식 온돌 패널로 유입된 후 출수관과 메인 출수관을 통해 배출되도록 순환시키는 보일러 장치를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어진 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조의 일 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다.

건식 온돌 패널을 이용한 난방구조는, 복수의 건식 온돌 패널(100), 입수관(110)과 출수관, 메인 입수관과 메인 출수관, 보일러 장치를 포함하여 이루어진다.

설명에 앞서 도 4에 입수관과 출수관 중 입수관만을 도시하였으며, 또한 메인입수관과 메인출수관 및 보일러 장치는 도 3의 실시예와 동일한 구조로 보아 그에 준하여 설명하며 구체적인 도시는 생략하였음을 밝혀둔다.

건식 온돌 패널(100)은 상부의 열전도판과 하부의 단열재 사이에 다수의 세관(102)이 배열되는 구조로 이루어지며, 이때 세관(102)은 일단을 패널 외부의 입수관(110)에 연결하고 타단을 패널 외부의 출수관에 연결한다. 상기 구성의 건식 온돌 패널(100)은 다수개로 제공되어 난방을 요하는 구조물의 바닥면에 순차적으로 배열된다.

입수관(110)과 출수관은 상기와 같이 복수의 건식 온돌 패널(1)이 배열되는 구조물의 바닥면(40)에 매설되는 것으로써, 이때 구조물의 바닥면(40)에는 입수관과 출수관이 매설될 수 있는 정도의 폭과 깊이를 갖는 골(40a)만 있으면 된다.

메인 입수관은 그 일단이 입수관에 연결되어 온수를 입수관에 공급하는 기능을 하며, 메인 출수관은 그 타단이 출수관에 연결되어 출수관을 통해 배출되는 온수를 외부로 유도하는 기능을 한다.

보일러 장치는 물을 소정 온도로 가열하여 온수를 생성한 후, 생성된 온수를 메인 입수관을 통해 입수관으로 공급하고, 또한 입수관으로 공급되어 세관을 따라 흐르면서 난방 기능을 한 다음 출수관으로 모여지는 온수를 메인 출수관을 통해 되돌려 받는 기능을 한다.

상기 구성에 의해서, 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조를 기존의 난방구조가 바닥면에 매설되어 있는 구조물에 적용시 용이하게 설치할 수 있다.

다시 말해 건식 온돌 패널(100)은 두께가 얇은 것이므로, 구조물의 바닥면(40)에 매설되어 있는 파이프(P) 및 기존의 난방구조를 그대로 둔채 복수의 건식 온돌 패널(100)이 구조물의 바닥면에 적층되도록 순차적으로 배열하고, 입수관(110)과 출수관이 매설될 위치의 구조물 바닥만 깨어낸 후 입수관과 출수관을 매설한다. 이때 건식 온돌 패널(100)의 세관(102)이 입수관(110)과 출수관에 연결되도록 함은 물론이다.

따라서, 상기와 같이 용이한 작업을 통해 건식 온돌 패널 및 입수관과 출수관이 구조물의 바닥면에 설치되고, 이와 같이 바닥면에 설치된 건식 온돌 패널에 보일러 장치의 온수를 공급하면서 난방을 할 수 있다.

상기한 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 건식 온돌 패널 및 그를 이용한 난방구조에 의해서, 난방을 위한 온수의 온도를 비교적 낮은 온도로 하면서도 난방 기능을 충분히 얻을 수 있어 에너지 절약은 물론이고 난방 효율이 극대화되는 효과가 있다.

그리고, 구조물에 매설되어 있는 기존의 난방 시설을 철거함 없이 구조물의 바닥면 높이를 크게 증가시키지 않으면서 추가 적층하는 방식의 작업을 통해 설치 할 수 있어 설치 작업이 매우 용이한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 입수관과 출수관 그리고 상기 입수관에 유입되는 유체매질이 상기 출수관으로 분산되면서 흐르도록 연결하는 다수의 세관이 내부에 설치된 방열매트와,

   상기 방열매트의 상면에 결합되는 열전도판과,

   상기 방열매트의 하면에 결합되는 단열재를 포함하고,

   상기 방열매트의 입수관과 출수관은 매트 측면을 따라 서로 평행하도록 배열되고, 상기 다수의 세관은 상기 입수관 또는 출수관의 배열 방향과 수직을 이루도록 배열되는 것을 특징으로 하는 건식 온돌 패널.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열매트의 입수관과 출수관 그리고 다수의 세관은 폴리프로필렌(polypropylene) 수지의 소재로 된 것을 특징으로 하는 건식 온돌 패널.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각 세관의 직경은 3㎜ 내지 5㎜ 이고, 각 세관들의 간격은 20㎜ 내지 35㎜인 것을 특징으로 하는 건식 온돌 패널.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열매트의 입수관과 출수관 그리고 다수의 세관을 제외한 공간에 황토가 채워지는 것을 특징으로 하는 건식 온돌 패널.
6. 제 1 항의 구조를 가지면서 난방이 요구되는 구조물에 평면 상태가 되도록 순차적으로 배열되어 각각의 입수관과 출수관이 인접하는 쪽과 서로 연결되는 복수의 건식 온돌 패널,

   상기 복수의 건식 온돌 패널 중 최외측 건식 온돌 패널의 입수관과 출수관에 각각 연결되는 메인 입수관과 메인 출수관,

   유체매질이 소정 온도로 가열되어 상기 메인 입수관과 메인 출수관을 통해 상기 각 건식 온돌 패널로 순환되도록 하는 보일러 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 온돌 패널을 이용한 난방구조.
7. 삭제

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