KR101187055B1 - 난방패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흑연이 첨가된 발포스티렌으로 형성되는 단열층을 갖는 난방패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 난방패널은 흑연이 첨가된 발포스티렌 수지로 형성되며, 장착홈이 형성되어 있는 단열부재와, 상기 단열부재의 장착홈에 장착되어 열을 가하는 가열부재를 포함한다.
상기 가열부재는 가열된 난방용수가 흘러 열을 가하는 난방배관이 적용되고, 상기 장착홈에 끼워지며 상기 가열부재를 감싸도록 곡률지게 형성되어 있는 곡률부와, 상기 곡률부의 양단부로부터 상기 단열부재의 상면을 따라 양측으로 연장되며, 열전달이 가능한 금속재로 형성되는 열전달부를 포함하는 장착부재를 더 구비하며, 상기 장착부재는 상기 곡률부의 상단이 상기 가열부재가 삽입될 수 있도록 개구되어 있으며, 개구된 곡률부의 양측 가장자리의 이격거리가 상기 가열부재의 직경보다 상대적으로 작게 형성되되, 상기 곡률부의 양측 가장자리의 이격거리는 상기 장착부재의 탄성 변형 범위 내에서 벌어져 상기 가열부재의 직경과 같거나 그보다 크게 벌어질 수 있는 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

Description

난방패널 {HEATING PANEL}

본 발명은 난방패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흑연이 첨가된 발포스티렌으로 형성되는 단열층을 갖는 난방패널에 관한 것이다.

일반적으로 건축 구조물은 바닥을 이루는 바닥 슬래브와 천정 슬래브 사이에 외력벽이나 내력벽에 의하여 여러개의 작은 공간으로 나뉘고, 나뉘어진 작은 공간은 사용자가 생활하는 과정에서 외부 온도에 따라 적절한 온도가 유지되도록 하기 위한 방안으로 난방시설이 설치되어있다.

난방시설은 통상 바닥 슬래브 윗면에 파이프가 지그재그 형태로 연장되게 형성된 후, 그 상부에 콘크리트를 타설하여 파이프가 매립되는 형태로 시공된다. 상기 파이프는 보일러의 열교환기와 순환모터에 각각 연결되어서, 순환모터에 의해 난방용수가 순환하며, 보일러의 열교환기를 통과하면서 가열된 난방용수가 상기 파이프를 통과하면서 실내공간의 바닥을 가열하여 난방이 이루어지게 한다.

그러나 이러한 난방시설은 난방이 이루어지고자 하는 바닥 슬래브에 직관 파이프와 곡선 파이프를 서로 조합하여 결합시키거나 미리 절곡된 형태를 갖는 파이프를 배열 고정하는 과정에서 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 난방을 장기간 하는 과정에서 누수 등이 발생할 경우, 어느 한 부분만을 교체하는 것이 아니라 바닥 전체를 뜯어 새로 배관작업을 해야 하기 때문에 수리 과정에서 작업시간과 더불어 그 비용이 추가적으로 많이 지출되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방편의 일환으로 공개특허 10-20009-0094923호에는 조립식으로 형성하는 난방패널의 구조가 개시되어 있으며, 이 외에도 등록특허 10-0650916호, 등록특허 10-04720880호에 조립식으로 형성하는 난방패널의 구조가 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 조립식 난방패널은 단열 성능이 부족하고, 상판으로의 열전달 효율이 높지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 흑연을 포함하는 발포 폴리스티렌 수지로 된 단열부재를 포함하는 난방패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 난방패널은 흑연이 첨가된 발포스티렌 수지로 형성되며, 장착홈이 형성되어 있는 단열부재와, 상기 단열부재의 장착홈에 장착되어 열을 가하는 가열부재를 포함한다.

상기 가열부재는 가열된 난방용수가 흘러 열을 가하는 난방배관이 적용되고, 상기 장착홈에 끼워지며 상기 가열부재를 감싸도록 곡률지게 형성되어 있는 곡률부와, 상기 곡률부의 양단부로부터 상기 단열부재의 상면을 따라 양측으로 연장되며, 열전달이 가능한 금속재로 형성되는 열전달부를 포함하는 장착부재를 더 구비하며, 상기 장착부재는 상기 곡률부의 상단이 상기 가열부재가 삽입될 수 있도록 개구되어 있으며, 개구된 곡률부의 양측 가장자리의 이격거리가 상기 가열부재의 직경보다 상대적으로 작게 형성되되, 상기 곡률부의 양측 가장자리의 이격거리는 상기 장착부재의 탄성 변형 범위 내에서 벌어져 상기 가열부재의 직경과 같거나 그보다 크게 벌어질 수 있는 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 장착부재와 단열부재의 상면을 덮기 위한 커버부재를 더 구비하며, 상기 곡률부에는 내주면과 외주면을 관통하는 복수개의 고정홀이 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되게 형성되어 있고, 상기 장착부재는 상기 곡률부를 단열부재에 고정하기 위한 고정부재를 더 구비하되, 상기 고정부재는 상기 고정홀의 직경보다 상대적으로 작은 외경을 가지며 하방으로 연장될수록 직경이 점점 작아지는 삽입부와, 상기 삽입부의 상단에 형성되고, 상기 고정홀보다 상대적으로 큰 직경의 헤드부와, 상기 헤드부의 직경에 대응하는 외경을 가지며, 상기 삽입부가 관통할 수 있게 관통홀이 형성되어 있고, 상기 헤드부와 곡률부의 내주면 사이에 설치되어 상기 곡률부로부터 상기 헤드부 및 삽입부로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열재로 된 단열링을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 난방패널은 흑연을 포함하는 단열부재를 포함하고 있어, 하방으로의 열손실이 최소화되어 난방효율이 높아지며, 난방장치의 가동 후 바닥의 가열시간이 단축되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 난방패널의 조립상태를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 난방패널을 도시한 분리사시도,
도 3은 도 1의 난방패널의 단면도,
도 4는 가열부재의 다른 실시예를 도시한 부분절단 사시도,
도 5는 장착부재의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 난방패널을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 난방패널(100)의 바람직한 일 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 난방패널(100)은 도 1에 도시되어 있는 것처럼 상호 조립되어 결합이 이루어질 수 있게 되어 있는데, 난방패널(100)은 단열부재(110)와 장착부재(130), 가열부재(120)를 포함한다.

단열부재(110)는 흑연이 첨가된 발포스티렌 수지로 형성된 것으로서, 후술하는 가열부재(120)의 열이 하방으로 전달되지 않도록 차단함으로써 난방효율을 높이기 위한 것이다.

본 실시예의 단열부재(110)의 제조과정은 다음과 같다.

발포 폴리스틸렌 수지입자를 가압식 배치(batch)발포기로 100배(비중=0.010)로 예비 발포하여 얻은 폴리스틸렌 발포립자 300g을 교반기가 장착된 100L 배합기에 투입하여 서서히 교반한다. 여기에 밀도가 약 2.2 g/cm³ 이고, 입자경이 80-150 미크롬(㎛), 팽창율이 50-80배인 팽창흑연 10g 과 별도의 용기에 수용성 페놀수지 300g(고형분이 78%), p-톨루엔설폰산 5g을 취하여 미리 잘 혼합한 후 팽창흑연과 함께 배합기에 서서히 투입한다. 배합기에서 30분 정도 200rpm으로 교반하게 되면 첨가된 혼합물들이 발포립자에 균일하게 피막 코팅된다. 이렇게 하여 얻어진 발포립자를 50℃ 건조기에 5분 정도 건조시키면 본 발명의 단열부재(110)를 제작할 수 있는 난연 폴리스티렌 발포체 수지 입자를 얻을 수 있다.

이러한 과정을 통해 형성된 단열부재(110)는 흑연이 첨가되어 흑연입자의 적외선 흡수와 복사열 반사효과를 통해 일반 폴리스티렌 발포체에 비해 열전도율이 30% 정도 낮아지므로 단열성능이 증가하게 된다. 아울러 본원 발명의 단열부재(110)를 형성하기 위한 난연 폴리스티렌 발포체는 일반 폴리스티렌 발포체에 비해 강도와 내구성도 높아 난방패널(100)을 형성하기에 적합한 특성을 갖는다.

단열부재(110)의 상면에는 장착홈(111)이 형성되어 있다.

상기 장착홈(111)은 후술하는 가열부재(120)의 장착을 위한 것으로, 가열부재(120)가 난방배관(121)으로 이루어지기 때문에 이 난방배관(121)이 삽입될 수 있게 상면에 소정깊이 하방으로 인입 형성되어 있다. 하나의 단열부재(110)에 두 줄의 장착홈(111)이 나란하게 형성되어 있으며, 난방배관(121)이 꺾이는 가장자리측에 놓이는 난방패널(100)의 경우 상기 장착홈(111)이 소정의 곡률을 갖는 곡선 형태로 연장되게 형성되어 있다.

상기 가열부재(120)는 상술한 것처럼 장착홈(111)에 삽입되어 장착홈(111)을 따라 연장되며, 열을 공급하기 위한 것이다.

상술한 바와 같이 본 실시예의 경우 가열부재(120)로서 난방배관(121)이 적용되었다. 상기 난방배관(121)은 도시되지는 않았으나, 일단은 보일러의 열교환부와 연결되어 있고, 타단은 순환모터에 연결되어 있어서, 난방용수가 보일러에서 가열된 후 난방배관(121)을 통해 순환하면서 난방패널(100)의 상면을 가열할 수 있는 구조로 되어 있다.

물론 본 실시예와는 달리 가열부재(120)가 내부에 설치된 열선을 통해 유체를 가열할 수 있는 구조의 전열관이 적용될 수도 있고, 유체 없이 전기에 의해 발열하여 직접 난방패널(100)의 상면을 가열할 수 있는 열선이 적용될 수도 있다.

상기 장착부재(130)는 단열부재(110)와 난방배관(121) 사이에 설치되어 난방배관(121)을 단열부재(110)에 결합시키고, 가열부재(120)의 열전달효율을 높이기 위한 것이다.

장착부재(130)는 난방배관(121)을 감싸는 곡률부(131)와, 상기 곡률부(131)의 양단부로부터 연장되는 열전달부(134)를 포함한다.

상기 곡률부(131)는 가열부재(120)를 감쌀 수 있도록 내경이 상기 가열부재(120)의 외경에 대응하는 원통형으로 형성되어 있으며, 상측에 가열부재(120)를 내측으로 삽입할 수 있도록 길이방향을 따라 개구(132)가 형성되어 있다. 개구(132)된 상부 양측 가장자리 사이의 거리는 상기 가열부재(120)로 사용된 난방배관(121)의 직경보다 상대적으로 작게 형성되어 있어서 난방배관(121)의 삽입후에 곡률부(131)의 상단에 의해 난방배관(121)이 곡률부(131)에 고정되어 인출되지 않는다.

아울러 상기 곡률부(131)는 탄성변형이 가능한 금속재로 형성되는데, 난방배관(121)을 삽입할 때에는 개구(132)의 폭이 난방배관(121)의 직경에 대응하거나 그보다 크도록 곡률부(131)의 양측 가장자리를 벌려 난방배관(121)을 삽입하며, 난방배관(121)의 삽입 후 힘을 빼면 탄성력에 의해 곡률부(131)의 상단이 다시 좁아지면서 난방배관(121)을 고정하게 된다.

상기 곡률부(131)는 개구(132)의 폭이 상기 곡률부(131)를 형성하는 금속재의 탄성변형 범위 내에서 개구(132)가 난방배관(121)의 직경보다 크게 벌어질 수 있는 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.

상기 열전달부(134)는 곡률부(131)의 양단부로부터 양측으로 벌어지는 방향으로 연장되어 있다. 열전달부(134)는 난방배관(121)으로부터 전달된 열이 난방패널(100)의 상면 전체 영역에 고루 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다.

열전달부(134)는 단열부재(110)의 상면을 덮을 수 있는 판재형상으로 형성되어 있어서 난방배관(121)을 통해 전달되는 열이 더욱 넓은 면적으로 전달될 수 있도록 한다.

상기 열전달부(134)는 곡률부(131)와 일체로 형성되어 곡률부(131)로부터 연장이 이루어지게 되므로 곡률부(131)와 열전달부(134)는 동일 금속재로 형성되는 것이 바람직하며, 따라서 상기 장착부재(130)는 상기 곡률부(131)와 열전달부(134)의 특성을 모두 달성할 수 있도록 열전달이 가능하면서도 탄성변형이 가능한 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.

도 4에는 가열부재(160)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 가열부재(160)는 가열관(161)과, 가열관(161)의 내부에 설치되는 전열선(162)과, 가열관(161)에 충진되는 열전달오일을 포함한다.

전열선(162)이 가열관(161)의 내부를 통과하면서 공급되는 전원에 의해 가열관(161)에 충진되어 있는 열전달오일을 가열함으로써 열을 발생시키게 된다. 상기 가열관(161)의 초입에는 열전달오일의 압력 팽창을 완화할 수 있도록 팽창탱크(164)가 설치되어 있으며, 팽창탱크(164)에 열전달오일을 보충할 수 있게 주입구(165)가 마련되어 있다.

본 실시예의 경우 난방용수를 가열하기 위한 별도의 보일러와 가열부재가 연결되지 않아도 되므로 휴대성이나 장착 편의성이 높아지게 된다.

도 5에는 상기 난방패널(100)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 난방패널(100)은 장착부재(130)의 곡률부(131)에 상하면을 관통하는 복수개의 고정홀(133)들이 길이방향을 따라 상호 이격되게 형성되어 있고, 상기 장착부재(130)와 단열부재(110)를 연결하여 고정시키기 위한 고정부재(140)가 더 구비되어 있다.

고정부재(140)는 고정홀(133)보다 상대적으로 직경이 작아 고정홀(133)을 통해 단열부재(110)로 삽입되는 삽입부(141)와, 삽입부(141)의 상단에 형성되어 있는 헤드부(142)와, 상기 헤드부(142)와 곡률부(131)의 내주면 사이에 설치되는 단열링(143)을 포함한다.

삽입부(141)는 상술한 것처럼 고정홀(133)을 관통할 수 있는 직경을 가지며, 하방으로 연장될수록 외경이 점점 작아지도록 형성되어 있어서, 발포스티렌으로 형성되는 단열부재(110)의 내부로 삽입이 용이하게 이루어진다.

아울러 헤드부(142)는 상기 삽입부(141)의 상단에 삽입부(141)와 일체로 형성되며, 삽입부(141)가 일정길이 이상 하강하는 것을 차단하도록 상기 고정홀(133)을 통과할 수 없는 크기, 즉 상기 고정홀(133)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 원판형으로 형성된다.

따라서 상기 단열부재(110)의 장착홈(111)에 장착부재(130)를 안착시킨 후 상기 삽입부(141)가 고정홀(133)을 관통하도록 단열부재(110)에 삽입되면 장착부재(130)가 단열부재(110)에 고정된다. 그리고 헤드부(142)가 고정홀(133)보다 큰 직경을 갖기 때문에 헤드부(142)가 곡률부(131)의 내주면에 걸려 삽입부(141)의 삽입길이가 제한된다.

상기 단열링(143)은 곡률부(131)의 내주면과 헤드부(142)의 사이에 설치되는 것이다.

단열링(143)은 상기 삽입부(141)가 통과할 수 있는 직경의 중공을 가지며 외경은 상기 고정홀(133)보다 상대적으로 크게 형성되어 있다. 그리고 단열링(143)은 열전달이 되지 않는 합성수지 또는 고무재로 형성되어 있다.

단열링(143)에 의해 가열부(120)로부터 곡률부(131)로 전달된 열이 고정부재(140)측으로는 전달되지 않아 열손실을 최소화하게 된다. 그리고 삽입부(141)와 헤드부(142)를 저렴한 비용으로 생산할 수 있게 합성수지로 사출성형하는 경우 곡률부(131)의 열에 의해 합성수지재의 헤드부(142) 또는 삽입부(141)가 변형되어 제 기능을 상실하는 것을 방지한다.

아울러 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 것처럼 상기 단열부재(110)와 열전달부(134)의 상면에는 커버부재(150)가 장착되며, 커버부재(150)의 상부에 필요에 따라 별도의 포장재를 더 장착할 수도 있다.

상기 기술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 난방패널(100)은 가열부(120)를 통해 전달되는 열이 곡률부(131)와 열전달부(134)를 통해 상측으로 전달되며, 열전달부(134)에 의해 가열면적이 더욱 확대되고, 단열부재(110)가 상술한 것처럼 흑연이 첨가된 폴리스티렌으로 형성되어 하방으로 열손실이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

100; 난방패널
110; 단열부재
111; 장착홈
120; 가열부재
121; 난방배관
130; 장착부재
131; 곡률부 132; 개구
133; 고정홀 134; 열전달부
140; 고정부재
141; 삽입부 142; 헤드부
143; 단열링
150; 커버부재

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 흑연이 첨가된 발포스티렌 수지로 형성되며, 장착홈(111)이 형성되어 있는 단열부재(110)와;
   상기 단열부재(110)의 장착홈(111)에 장착되고 가열된 난방용수가 흘러 열을 가하는 난방배관(121)으로 된 가열부재(120)와;
   상기 장착홈(111)에 끼워지며 상기 가열부재(120)를 감싸도록 곡률지게 형성되어 있는 곡률부(131)와, 상기 곡률부(131)의 양단부로부터 상기 단열부재(110)의 상면을 따라 양측으로 연장되며, 열전달이 가능한 금속재로 형성되는 열전달부(134)를 포함하는 장착부재(130)와;
   상기 장착부재(130)와 단열부재(110)의 상면을 덮기 위한 커버부재(150)와;
   상기 장착부재(130)를 단열부재(110)에 고정하기 위한 고정부재(140)를 구비하되,
   상기 장착부재(130)는 상기 곡률부(131)의 상단이 상기 가열부재(120)가 삽입될 수 있도록 개구되어 있으며, 개구된 곡률부(131)의 양측 가장자리의 이격거리가 상기 가열부재(120)의 직경보다 상대적으로 작게 형성되되, 상기 곡률부(131)의 양측 가장자리의 이격거리는 상기 장착부재(130)의 탄성 변형 범위 내에서 벌어져 상기 가열부재(120)의 직경과 같거나 그보다 크게 벌어질 수 있는 길이로 형성되고,
   상기 곡률부(131)에는 내주면과 외주면을 관통하는 복수개의 고정홀(133)이 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되게 형성되어 있고,
   상기 고정부재(140)는 상기 고정홀(133)의 직경보다 상대적으로 작은 외경을 가지며 하방으로 연장될수록 직경이 점점 작아지는 삽입부(141)와, 상기 삽입부(141)의 상단에 형성되고, 상기 고정홀(133)보다 상대적으로 큰 직경의 헤드부(142)와, 상기 헤드부(142)의 직경에 대응하는 외경을 가지며, 상기 삽입부(141)가 관통할 수 있게 관통홀이 형성되어 있고, 상기 헤드부(142)와 곡률부(131)의 내주면 사이에 설치되어 상기 곡률부(131)로부터 상기 헤드부(142) 및 삽입부(141)로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열재로 된 단열링(143)을 구비하는 것을 특징으로 하는 난방패널(100).

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