KR100961388B1

KR100961388B1 - 바닥 난방장치

Info

Publication number: KR100961388B1
Application number: KR1020090122879A
Authority: KR
Inventors: 김상호
Original assignee: 김상호
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-06-07

Abstract

본 발명은 바닥 난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공지의 난방관에 천연 광석 소재인 수정석과 질석을 혼합시켜 충진하고 이를 열매체로 사용하여 최소의 에너지 효율로 난방효과를 극대화하도록 한 바닥 난방장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 양끝단부가 밀폐, 마감 처리되고 그 내부에 열매체가 되는 천연 광석 소재의 진주암석회를 소성한 수정석과 운모계 광석을 소성한 질석을 충진한 난방관, 상기 난방관에 충진된 열매체의 열공급원이 되는 U턴 방식의 히팅케이블, 설정온도에 따라 상기 히팅케이블의 가열온도와 난방장치의 전원을 제어하는 온도조절기, 상기 히팅케이블과 전원의 결선을 점검하는 점검구 박스, 상기 난방관의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서로 구성되며 열매체가 되는 수정석의 특성인 내열성, 흡음성과 질석의 특성인 난연성, 절연성 및 보온성을 이용하여 최소의 에너지 효율로 안전하면서도 우수한 효과의 바닥 난방을 제공하고 축열로 인한 최장의 보온효과까지 갖도록 한 바닥 난방장치에 관한 것이다.

난방장치, 수정석, 질석, 희석, 열매체, 난방관, 히팅케이블, 온도조절기, 온도센서

Description

바닥 난방장치{Floor Heating System}

본 발명은 바닥 난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 난방관에 천연 광석 소재인 수정석과 질석을 혼합시켜 충진하고 이를 열매체로 사용하여 최소의 에너지 효율로 난방효과를 극대화하도록 한 바닥 난방장치에 관한 것이다.

일반적인 바닥 난방은 주로 보일러에 의한 방식으로, 보일러 가동으로 발생하는 열원이 열매체인 물을 가열하고 순환펌프를 통해 개방된 난방관속의 열매체를 강제 순환시켜 바닥의 난방효과를 얻는 방법이 사용되어 왔다.

보일러 방식은 사용되는 에너지 효율과 비교하여 순환과정을 통해 손실되는 에너지가 많고 시공 및 유지보수의 어려움, 높은 유지비용, 보일러실의 공간 활용 등으로 인해 최근에는 보일러 없이 바닥 난방을 하는 방법이 개발되어 시공에 적용되고 있다. 보일러 없는 바닥 난방은 난방관의 내부에 열매체(물, 오일 또는 액상 혼합물)를 충진시킨 후 양끝단부를 밀폐마감 처리하고 상기 난방관속으로 히팅케이블을 삽입하고 상기 히팅케이블을 가열함에 따라 난방관속에 있는 열매체가 가온, 전도, 방열하는 방식의 바닥 난방장치이다. 이러한 난방장치는 사용되는 에너지 효율과 비교하여 손실되는 에너지가 작고 시공방법이 간단하며 난방비용이 저렴하고 사용방법이 간단하다는 장점이 있다.

그러나 이 방법은 양끝단부가 밀폐 마감된 난방관속의 히팅케이블이 가열되면서 밀폐된 공간에 충진된 열매체(물, 오일 또는 액상 혼합물)가 팽창하여 내압을 형성함으로서 마감부분 및 난방관을 압력하여 끝내는 마감 끝단부를 파열시키고 누수(유)현상이 발생하는 문제점이 있으며, 이러한 누수(유)현상으로 인해 히팅케이블에 부하가 발생하여 자가 소실되거나 과열로 인해 난방관이 타는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 열매체의 팽창 및 압력 발생 문제를 해결하기 위한 방법으로 압력수용장치를 개발하여 별도로 시공하고 있으나 압력수용장치를 시공함은 재차 난방장치구조의 복잡화를 초래하고 압력수용장치의 시공에 따른 경제적인 부담이 가중되고, 또한 실제 시공현장에서 미세한 누수(유)현상 유발로 소비자들의 불만이 고조되고 누수(유)를 차단하기란 그리 쉽지가 않다(도 1참조).

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 난방관에 U턴 방식의 히팅케이블과 천연 광석 소재인 수정석과 질석을 혼합시켜 충진하고 이를 고체의 열매체로 사용함으로써, 밀폐 마감된 난방관내의 열팽창에 의한 압력 증가로 난방관이 손상되어 누수(유)되는 문제를 해결하며, 최소의 에너지로 난방효과를 극대화하도록 한 바닥 난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선ㆍ보완하기 위한 것으로, 바닥 난방장치에 있어서, 상기 난방관의 양측 끝단부는 밀폐마감장치(140a, 140b)에 의해 마감 처리되되, 내부가 수정석(Perlite) 50%와 질석(Vermiculite) 50% 으로 혼합시킨 고체의 열매체(110)를 충진한 난방관(100)과; 상기 난방관(100) 내부에 상기 고체의 열매체 충진 전에 삽입되며, 상기 난방관 내부에 충진된 열매체(110)를 가온, 전도하는 2선으로 구성된 U턴 방식의 히팅케이블(120) 및; 상기 히팅케이블(120)의 단선에 대비하여 1선으로 구성된 U턴 방식의 예비 히팅케이블(130)과; 상기 U턴 방식의 히팅케이블(120)의 온도를 사용자가 원격지에서 설정 가능하되, 설정온도와 현재온도를 비교하여 제어하기 위한 온도조절기(200)와; 상기 난방관(100)과 상기 U턴 방식의 히팅케이블(120)의 단선 등과 같은 전반적인 점검을 위한 점검구 박스(300)와; 상기 점검구 박스(300) 내부에서 시작되는 상기 난방관(100)의 측면에 부착시켜 난방관의 온도를 실시간적으로 측정하는 온도센서(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 밀폐마감장치(140a, 140b)는, 열에 강한 물성을 가진 실리콘 재질로 제작되는 것을 더 포함하여 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 밀폐마감장치(140a, 140b)의 일측 끝단부는, 상기 히팅케이블(120) 및 예비 히팅케이블(130)이 삽입 가능하도록 수개의 구멍을 포함한 밀폐마감장치(140a)와, 타측 끝단부는 전면이 완전 밀폐된 밀폐마감장치(140b)로 이루어지는 것을 더 포함하여 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 난방관(100)은, XL 파이프, 플라스틱 수지류의 난방관을 더 포함하여 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 히팅케이블(120)과 예비 히팅케이블(130)은, 그 외피를 전자파 차단 피복제로 처리되는 것을 더 포함하여 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 온도조절기(200)는, 전면에 현재온도를 표시하는 온도표시패널(220), 바닥 난방장치의 전원을 제어하는 ON/OFF 스위치(230), 적정온도를 설정하는 온도조절 스위치(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 온도조절기(200)는, 예약시간 설정 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바닥 난방장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의하여, 난방관 내부에 수정석과 질석을 50% : 50% 으로 혼합하여 충진시킨 고체의 열매체와 U턴 방식의 히팅케이블로 시공되는 바닥 난방장치를 구현함으로써,

액상 열매체와 단선 방식의 히팅케이블 시공에 따른 열팽창 증가로 바닥 난방장치가 손상되는 종래기술에 비해, 본 발명은 고체의 열매체와 U턴 방식의 히팅케이블로 대체함으로써, 난방관내의 별도의 압력조절장치 없이도 바닥 난방장치가 손상되는 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 바닥 난방장치의 구조를 간소화시켜 시공비용의 절감, 난방의 효율성, 사용의 편의성 및 유지비용의 절감 등과 같은 이점을 얻을 수 있다.

그리고 수정석이 갖는 내열성, 흡음성과 질석이 갖는 난연성, 절연성 및 보온성을 이용하여 최소의 에너지로 최대의 난방효과를 얻을 수 있으며 축열로 인한 최장의 보온 효과까지 갖는 독특한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 종래기술의 압력수용장치를 포함하는 바닥 난방장치의 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 바닥 난방장치의 난방관을 나타내는 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 난방관을 나타내는 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 밀폐마감장치의 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 전체 구성도 및 도 6은 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 시공완성 사시도를 각각 나타낸다.

도 2 내지 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바닥 난방장치는, 난방관(100), 열매체(110), 히팅케이블(120) 및 예비 히팅케이블(130), 밀폐마감장치(140a, 140b), 온도조절기(200), 온도센서(210), 점검구 박스(300)로 구성된다.

먼저 도 2를 참조하면, 상기 난방관(100)은, 통상의 XL 파이프(pipe)로서, 난방이 필요한 바닥의 저면으로 200mm ~ 300mm 간격으로 설치하여 바닥의 균형적인 난방에 적합하게 배치한다. 상기 난방관(100)의 내부에는 상기 U턴 방식의 히팅케이블(120) 및 예비 히팅케이블(130)을 먼저 삽입한 후, 천연 광석 소재인 진주암석회를 소성시킨 수정석 50%와 운모계 광석을 소성시킨 질석 50% 비율로 혼합시킨 고체의 열매체(110)를 충진하며, 상기 난방관(100)의 양끝단부는 상기 밀폐마감장치(140a, 140b)로 마감 처리한다.

여기서 상기 열매체(110)인 수정석과 질석은, 천연 광석 소재를 소성시킨 고체의 소재로서, 먼저 수정석은 퍼라이트(Perlite)라고 불리고 진주암석회를 소성시킨 무기질 소재로서, 650℃까지 사용이 가능하고, 비중이 가벼워 주로 단열재 및 경량골재로 사용된다. 특성으로는 내열성, 난연성, 흡음성이 우수하며, 자재비가 저렴하여 난방재료로 적합한 소재이며, 질석은 버미큐라이트(Vermiculite)라고 불리며 운모계 광석을 소성시킨 소재로서 비중이 가벼운 다공질의 구조로 1,400℃까지 물성의 변화가 없다. 또한 내화성, 흡음성, 결로성, 절연성 등이 우수하며 건축, 산업용 단열재의 소재로 이미 인정받고 있다. 상기 두 종류의 천연 광석을 50% : 50% 비율로 혼합시켜 고체의 열매체로 사용함으로써 기존의 물, 오일 및 액상 혼합물로 사용되던 열매체의 발생 압력을 해소할 뿐만 아니라 서로의 특성 중 장점을 이용하여 최적의 열매체로 대체한다.

또한, 상기 난방관(100)은, 통상의 XL 파이프 이외에도 난방용으로 사용되는 플라스틱 수지류의 난방관을 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 난방관(100)의 내부 열매체(110) 사이로는 상기 열매체(110)를 전도, 가열하는 2선으로 구성된 U턴 방식의 히팅케이블(120)과, 상기 히팅케이블(120)의 단선 등을 보완하는 1선으로 구성된 U턴 방식의 예비 히팅케이블(130)을 삽입하는 구조이다.

상기 히팅케이블(120)과 상기 예비 히팅케이블(130)은, 통상의 히팅케이블로서 전기에너지에 의한 전도열을 상기 열매체(110)에 전달하고, 피복재는 플라스틱 소재로 누전, 감전 사고에 대해 안전한 설계가 가능하며, 200℃ 이상까지 사용 가능한 케이블로서 전기설비 기술기준령 제255조에 명시된 "발열선은 그 온도가 80℃ 를 넘지 않도록 시설할 것"에 적합한 소재로 한다.

또한, 상기 히팅케이블(120)과 상기 예비 히팅케이블(130)은, 전자파 차단 피복을 입힌 소재를 사용함으로써 유해 전자파의 발생에 대해 우려가 필요 없는 것을 더 포함한다.

도 4를 참조하면, 상기 밀폐마감장치(140a, 140b)는, 상기 난방관(100)의 양끝단부를 밀폐시키는 수단으로, 상기 밀폐마감장치(140a, 140b)는 열에 강한 물성을 가진 실리콘 재질로 제작된다.

또한, 상기 밀폐마감장치(140a, 140b)의 일측 끝단부는, 상기 히팅케이블(120) 및 예비 히팅케이블(130)이 삽입 가능하도록 수개의 구멍이 형성된 밀폐마감장치(140a)와, 타측 끝단부는 전면이 완전 밀폐된 밀폐마감장치(140b)로 이루어지는 것을 더 포함한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 온도조절기(200)는, 원격지에 위치하며 상기 히팅케이블(120)과 결선되어 사용자가 난방관(100)을 제어하는 일종의 사용자 인터페이스 수단으로, 전면부에 현재 온도와 설정 온도를 표시하는 온도표시패널(220)과 상기 난방관(100)의 전원을 제어하는 ON/OFF 스위치(230) 및 적정 온도를 설정하는 온도조절 스위치(240)를 포함한다.

여기서 상기 온도조절기(200)는, 상기 난방관(100)의 측면에 부착시킨 온도센서(210)를 통해 난방관에 대한 실시간 온도를 측정하고 이를 사용자가 설정된 온도와 비교함으로써 상기 히팅케이블(120)의 온도를 제어한다.

또한, 상기 온도조절기(200)는, 예약시간 설정 기능을 포함하여 설정된 시간 에 난방장치의 전원 및 온도를 제어하는 것을 포함한다.

상기 점검구 박스(300)는, 상기 난방관(100)과 상기 U턴 방식의 히팅케이블(120)의 단선 등과 같은 전반적인 점검을 위한 수단으로, 상기 점검구 박스(300) 내부에서 시작되는 상기 난방관(100)의 측면에 부착시켜 난방관의 온도를 실시간적으로 측정하는 상기 온도센서(210)를 부착되어 있다.

이와 같이, 본 발명의 바닥 난방장치는 종래의 난방관에 들어가는 액상 열매체와 단선 방식의 히팅케이블을 고체 열매체와 U턴 방식의 히팅케이블로 대체 시공함으로써, 밀폐 마감된 난방관내의 열매체가 팽창하여 압력증가로 난방관이 파손되는 것을 해소시켜 누수(유) 문제를 해결하고, 바닥 난방구조를 간소화시킴으로써 시공의 편의성을 제공하고, 시공비용과 유지비용의 절감, 공간 활용 등의 이점이 있으며, 또한 열매체인 수정석과 질석의 특성인 내열성, 흡음성, 난연성, 절연성 및 보온성을 이용하여 최소의 에너지 효율로 난방효과를 극대화하도록 한 바닥 난방장치를 제공하는 독특한 특징을 갖는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래기술의 압력수용장치를 포함하는 바닥 난방장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 바닥 난방장치의 난방관을 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 난방관을 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 밀폐마감장치의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 전체구성도.

도 6은 본 발명에 따른 바닥 난방장치에 대한 시공완성 사시도.

[도면의 주요부분에 대한 부호설명]

100 : 난방관 110 : 열매체

120 : 히팅케이블 130 : 예비 히팅케이블

140a, 140b : 밀폐마감장치 200 : 온도조절기

210 : 온도센서 220 : 온도표시패널

230 : ON/OFF 스위치 240 : 온도조절 스위치

300 : 점검구 박스

Claims

바닥 난방장치에 있어서,

상기 난방관의 양측 끝단부는 밀폐마감장치(140a, 140b)에 의해 마감 처리되되, 내부가 수정석 50%와 질석 50%로 혼합시킨 고체의 열매체(110)가 충진되는 난방관(100)과;

상기 난방관(100) 내부에 상기 고체의 열매체 충진 전에 삽입되며, 상기 난방관 내부에 충진된 열매체(110)를 가온, 전도하는 2선으로 구성된 U턴 방식의 히팅케이블(120) 및;

상기 히팅케이블(120)의 단선에 대비하여 1선으로 구성된 U턴 방식의 예비 히팅케이블(130)과;

상기 U턴 방식의 히팅케이블(120)의 온도를 사용자가 원격지에서 설정 가능하되, 설정온도와 현재온도를 비교하여 제어하기 위한 온도조절기(200)와;

상기 난방관(100)과 상기 U턴 방식의 히팅케이블(120)의 단선 등과 같은 바닥 난방장치의 전반적인 점검을 위한 점검구 박스(300)와;

상기 점검구 박스(300) 내부에서 시작되는 상기 난방관(100)의 측면에 부착시켜 난방관의 온도를 실시간적으로 측정하는 온도센서(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.
제1 항에 있어서,

상기 밀폐마감장치(140a, 140b)는, 열에 강한 물성을 가진 실리콘 재질로 제작되는 것을 더 포함하여 특징으로 하는 바닥 난방장치.
제2 항에 있어서,

상기 밀폐마감장치(140a, 140b)의 일측 끝단부는, 상기 히팅케이블(120) 및 예비 히팅케이블(130)이 삽입 가능하도록 수개의 구멍을 포함한 밀폐마감장치(140a)와, 타측 끝단부는 전면이 완전 밀폐된 밀폐마감장치(140b)로 이루어지는 것을 더 포함하여 특징으로 하는 바닥 난방장치.
제1 항에 있어서,

상기 난방관(100)은, XL 파이프, 플라스틱 수지류의 난방관을 더 포함하여 특징으로 하는 바닥 난방장치.
제1 항에 있어서,

상기 히팅케이블(120)과 예비 히팅케이블(130)은, 그 외피를 전자파 차단 피복제로 처리되는 것을 더 포함하여 특징으로 하는 바닥 난방장치.
제1 항에 있어서,

상기 온도조절기(200)는, 전면에 현재온도를 표시하는 온도표시패널(220), 바닥 난방장치의 전원을 제어하는 ON/OFF 스위치(230), 적정온도를 설정하는 온도조절 스위치(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.
제6 항에 있어서,

상기 온도조절기(200)는, 예약시간 설정 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.