KR101296047B1 - Floor heating system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바닥 난방장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공지된 바닥 난방장치의 고체화 열매채의 난방효율을 개선하고자 단일벽 탄소나노튜브와 수정과 질석을 물과 혼합시켜 액체화된 열매체를 히팅케이블이 인입된 난방관에 충진시키도록 한 바닥 난방방치에 관한 것이다.
The present invention relates to a floor heating device, and more particularly, in order to improve heating efficiency of solidified fruit vegetables of a known floor heating device, a heating cable comprising a single-walled carbon nanotube and crystals and vermiculite mixed with water is heated. It relates to a floor heating device to fill the incoming heating pipe.
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.In general, floor heating is mainly performed by a boiler. A method of obtaining a floor heating effect by heating water in which a heat source generated by boiler operation heats a heat medium and forcibly circulating a heat medium in an open heating tube through a circulation pump has been used.
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.Boiler method has a lot of energy lost through the circulation process compared to the energy efficiency used, and due to the difficulty of construction and maintenance, high maintenance cost, space utilization of the boiler room recently, a method of heating the floor without the boiler has been developed. It is applied to construction. Boilerless floor heating is filled with heating medium (water, oil or liquid mixture) inside the heating tube, and both ends of the heating tube are closed and the heating cable is inserted into the heating tube and the heating cable is heated. It is a floor heating device in which the heating medium is heated, conducted, and radiated. Such a heating device has advantages of low energy loss, simple construction method, low heating cost, and simple use method compared to energy efficiency used.
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.However, this method finishes by pressurizing the finish part and heating tube by heating the heating cable in the heating tube with both ends closed and heating to form internal pressure by expanding the heat medium (water, oil or liquid mixture) filled in the closed space. There is a problem that bursts the end and leaks (oil) phenomenon, a load occurs in the heating cable due to the leak (oil) phenomenon, the loss of self or the heating tube burns due to overheating.
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.As a way to solve the heat expansion and pressure generation problem, the pressure receiving device was developed and constructed separately. However, the construction of the pressure receiving device causes the complicated structure of the heating system and the economic burden of the construction of the pressure receiving device. In addition, it is not easy to block leaks due to aggravated consumer's dissatisfaction due to the weighted and real leaks in construction sites.
한편, 대한민국 등록특허 제10-0961388호(2010. 05. 26.)에는 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 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치가 제안된 바 있다(도 1의 (가), (나) 참조).On the other hand, the Republic of Korea Patent No. 10-0961388 (2010. 05. 26.) in the floor heating device, both ends of the heating pipe is finished by the closed closing device (140a, 140b), the inside is a quartz stone A heating tube (100) filled with a heat medium (110) mixed with 50% and
그러나, 상기 제안된 기술은 난방관 내부에 고체 열매체를 사용하여 종래 액체 열매체의 팽창 및 압력 발생 문제를 해결하여 난방효율을 극대화하려 했으나, 액체 열매체에 비해 고체 열매체의 가온, 전도, 방열 효율이 낮음으로 인해 난방효율이 기대에 미치지 않는 문제점이 여전히 남아있다.However, the proposed technique attempts to maximize the heating efficiency by solving the problem of expansion and pressure generation of the conventional liquid heat medium by using the solid heat medium inside the heating tube, but the heating, conduction and heat dissipation efficiency of the solid heat medium is lower than that of the liquid heat medium. Due to this problem, heating efficiency does not meet expectations.
따라서, 본 발명에서는 고체 열매체를 사용한 바닥 난방장치의 난방효율측면의 문제점을 개선함과 동시에 액체 열매체의 팽창 및 압력 발생에 따른 누수 문제도 해결 가능하도록 한 개선된 바닥 난방장치를 제공하도록 한다.
Therefore, the present invention is to provide an improved floor heating apparatus that can solve the problem of the heating efficiency of the floor heating apparatus using a solid heat medium and at the same time the problem of leakage due to the expansion and pressure generation of the liquid heat medium.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 더욱 상세하게는 공지된 바닥 난방장치의 고체화 열매채의 난방효율을 개선하고자 단일벽 탄소나노튜브와 수정과 질석을 물과 혼합시켜 액체화된 열매체를 히팅케이블이 인입된 난방관에 충진시키도록 하며, 난방관의 양측 끝단부에는 밀봉용 커넥터를 장착하여 난방관 내의 열매체 누수를 완벽히 차단하도록 한 바닥 난방방치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and more specifically, to improve the heating efficiency of the solidified fruit of the well-known floor heating device, single-walled carbon nanotubes and crystals and vermiculite is mixed with water to liquefy The heating medium is filled in the heating tube into which the heating cable is inserted, and a sealing connector is installed at both ends of the heating tube to provide a floor heating device to completely block the leakage of the heating medium in the heating tube.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 바닥 난방장치에 있어서, 난방이 필요한 바닥면에 매립 설치되되, 내부에는 열전도 특성을 갖는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)와 천연 광석 소재인 수정과 질석을 물에 혼합시켜 단일벽 탄소나노튜브 10%, 수정 5%, 질석 5%, 물 80% 의 중량%를 갖는 액체상태의 열매체(50)가 충진되는 난방관(100)과; 상기 난방관(100)의 내부에 일정한 간격을 두고 배치되어 히팅케이블과 예비 히팅케이블이 인입ㆍ지지 가능하도록 하며, 히팅케이블 간의 꼬임을 방지하기 위해 다수개의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)과, 상기 난방관의 내부에 고정되어 회전되지 않도록 하는 다수개의 회전 방지용 돌기부(220)가 형성된 ""의 모양ㆍ형상의 양측 단면을 갖는 실리콘 재질의 제1 히팅케이블 지지부재(200) 및; 상기 난방관(100)의 내부에 충진된 열매체(50)의 밀봉을 위해 난방관의 양측 끝단부에 장착되며, 내부에는 ""의 모양ㆍ형상의 일측 단면을 갖는 제2 히팅케이블 지지부재(300)가 장착되는 금속 재질로 제작되되, 난방관의 마감부(110)에 대한 밀봉 처리를 위해 난방관(100)에 장착되는 제1 커플러(410)와, 상기 제1 커플러와 체결되고 밀봉용 캡(430)이 장착된 제2 커플러(420)로 이루어진 밀봉용 커넥터(connecter, 400)를 포함하며, 또한, 상기 제1/제2 히팅케이블 지지부재(200, 300)를 통해 상기 난방관 및 밀봉용 커넥터의 내부에 인입되어 상기 열매체(50)를 가온, 전도하는 2선으로 구성된 히팅케이블(500)과 상기 히팅케이블의 단선에 대비하여 2선으로 구성된 예비 히팅케이블(600)과; 상기 히팅케이블(500)의 온도 설정과 바닥 난방장치의 주전원을 ON/OFF 제어하며, 바닥 난방장치의 누수, 온도, 단선을 점검하는 제어부(700)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치를 제공한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, in the floor heating device, which is installed buried in the floor that requires heating, there is a single-walled carbon nanotube (SWCNT) having thermal conductivity inside And a heating tube filled with a liquid
바람직하게는, 상기 제1 히팅케이블 지지부재(200)의 다수개의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)은 상기 난방관 내부에 충진된 열매체(50)가 상기 히팅케이블 인입용 홀로 관통되어 유동될 수 있도록 상기 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600)의 직경보다 크게 제작되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the plurality of heating
바람직하게는, 상기 밀봉용 커넥터(400)는, 복수개의 난방관(100a, 100b)의 연결을 위해 어느 하나의 난방관(100a)에 장착되는 제1 커플러(410)와, 일측은 상기 제1 커플러와 체결되고 타측은 다른 하나의 난방관(100b)에 장착되는 제2 커플러(420a)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the
바람직하게는, 상기 밀봉용 커넥터(400)의 제1 커플러(410)에는 상기 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600)을 인입ㆍ지지하며 상기 제1 커플러의 내경과 동일한 규격을 갖는 장착부(330)가 형성된 제2 히팅케이블 지지부재(300)가 장착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the
본 발명의 바닥 난방장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the floor heating apparatus of the present invention, there are the following effects.
히팅케이블이 인입된 난방관의 내부에는 단일벽 탄소나노튜브와 수정과 질석을 물과 혼합시켜 액체화된 열매체가 충진되도록 하며, 난방관의 양측 끝단부에는 밀봉용 커넥터를 장착함으로써, Inside the heating tube where the heating cable is introduced, single-walled carbon nanotubes, crystals and vermiculite are mixed with water to fill the liquefied heat medium, and both ends of the heating tube are equipped with sealing connectors.
(1) 열전도 특성이 우수한 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)와 난방 및 단열 성능이 우수한 천연광석 소재의 수정과 질석을 물에 혼합한 액체 열매체를 사용함으로써, 종래의 고체 열매체의 가온, 전도, 방열 효율 문제점을 개선하여 난방효율을 극대화 할 수 있다.(1) Conventional solid heat medium by using single-walled carbon nanotube (SWCNT) with excellent thermal conductivity and liquid heat medium mixed with vermiculite and water with natural ore material with excellent heating and insulation performance. The heating efficiency can be maximized by improving heating, conduction and heat dissipation efficiency problems.
(2) 난방관 및 밀봉용 커넥터의 내부에 제1/제2 히팅케이블 지지부재를 배치ㆍ장착시킴으로써, 히팅케이블 및 예비 히팅케이블의 꼬임을 방지하고 난방관의 내부 전면에 골고루 열발생을 유도하여 열매체로의 열전달 속도를 높일 수 있다.(2) By arranging and mounting the first and second heating cable support members inside the heating tube and the sealing connector, it prevents the twisting of the heating cable and the preliminary heating cable and induces heat generation evenly on the entire inner surface of the heating tube. The heat transfer rate to the heat medium can be increased.
(3) 난방관의 양측 끝단부를 제1/제2 커플러로 구성된 밀봉용 커넥터를 통해 완전히 밀봉 처리함으로써, 액체 열매체의 팽창 및 압력 발생에 따른 누수 문제를 해결하여 시공비용 및 유지비용을 절감시킬 수 있다.
(3) Both ends of the heating tube are completely sealed through the sealing connector composed of the first and second couplers, thereby reducing the construction and maintenance costs by solving the leakage problem caused by the expansion and pressure generation of the liquid heat medium. have.
도 1의 (가), (나)는 종래의 바닥 난방장치를 나타낸 사진
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바닥 난방장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면
도 3의 (가), (나)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 난방관과 밀봉용 커넥터 및 제1/제2 히팅케이블 지지부재의 결합관계를 나타낸 도면
도 4의 (가), (나), (다), (라)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1/제2 히팅케이블 지지부재의 입체도 및 단면도를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀봉용 커넥터의 제1/제2 커플러를 나타낸 도면1 (a), (b) is a photograph showing a conventional floor heating apparatus
Figure 2 schematically shows the overall configuration of the floor heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
Figure 3 (a), (b) is a view showing a coupling relationship between the heating tube and the sealing connector and the first / second heating cable support member according to a preferred embodiment of the present invention
Figure 4 (a), (b), (c), (d) is a view showing a three-dimensional view and a cross-sectional view of the first / second heating cable support member according to a preferred embodiment of the present invention
5 shows a first / second coupler of a sealing connector according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. Although the same reference numerals are used in the different drawings, the same reference numerals are used throughout the drawings. The prior art should be interpreted by itself. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바닥 난방장치의 주요 기술적 구성수단은, 난방관(100), 제1/제2 히팅케이블 지지부재(200, 300), 밀봉용 커넥터(400), 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600), 제어부(700)으로 이루어진다. 2 to 5, the main technical components of the floor heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, the
먼저, 도 2와 도 3을 참조하여, 상기 난방관(100)은 난방이 필요한 바닥면에 매립되어 설치되는 파이프(pipe)로, 통상의 보일러 배관인 XL 파이프가 사용되어 바닥면 전체의 균형적인 난방에 적합하도록 배치된다.First, referring to Figures 2 and 3, the
여기서 상기 난방관의 내부에는 열매체(heating medium, 50)가 충진되며, 상기 열매체는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)와 수정과 질석을 물에 혼합시킨 액체상태의 열매체이다.Here, the heating medium is filled with a
상기 열매체의 구성물질 중에서 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)는, 탄소원자들이 육각형 고리모양으로 벌집무늬를 형성하여 튜브형태를 띈 나노소자로 튜브의 직경이 대략 수 나노미터(nanometer, nm) 정도로 극히 작아 나노튜브라고 불리우는 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)의 기본구조인 단일벽형, 다중벽형, 다발형 중의 하나로, 전기전도 및 강도가 우수하고 특히, 단일벽 탄소나노튜브의 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 동일한 만큼 열전도율이 매우 우수한 소재이다.Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) among the constituents of the heat medium are carbon elements in which a honeycomb pattern is formed in a hexagonal ring shape. It is one of the basic structures of carbon nanotubes (CNT, carbon nanotubes) called nanotubes, which are extremely small, such as nanometers (nm), and have excellent electrical conductivity and strength. The thermal conductivity is the same as the most excellent diamond in nature, the thermal conductivity is very excellent material.
또한, 상기 열매체의 구성물질 중에서 수정과 질석은, 천연 광석 소재를 소성시킨 고체의 소재를 미세분말로 가공한 것으로, 상기 수정은 퍼라이트(Perlite)라고 불리고 진주암석회를 소성시킨 무기질 소재로서, 650℃까지 사용이 가능하고, 비중이 가벼워 주로 단열재 및 경량골재로 사용되며 특성으로는 내열성, 난연성, 흡음성이 우수하고, 자재비가 저렴하여 난방재료일 적합한 소재이다. 또한, 질석은 버미큐라이트(Vermiculite)라고 불리며 운모계 광석을 소성시킨 소재로서, 비중이 가벼운 다공질의 구조로 1,400℃까지 물성의 변화가 없으며, 내화성, 흡음성, 결로성, 절연성 등이 우수하고 건축, 산업용 단열재의 소재로 이미 인정받고 있다. Further, among the constituents of the heat medium, quartz and vermiculite are processed by fine powder of a solid material calcined with natural ore material. It is possible to use, and its specific gravity is light, so it is mainly used as a heat insulating material and light weight aggregate. It is excellent in heat resistance, flame retardancy, and sound absorption. Vermiculite, also called vermiculite, is a material that calcined mica ore. It is a porous structure with light specific gravity and no change in physical properties up to 1,400 ° C. It has excellent fire resistance, sound absorption, dew condensation, insulation, etc. It is already recognized as a material for industrial insulation.
하지만 상기 수정과 질석은 난방재 및 단열재로서 우수한 소재이나, 바닥 난방장치의 공지기술(대한민국 등록특허 제10-0961388호)에 기재된 바와 같이 고체상태의 수정과 질석 혼합물을 바닥 난방장치의 난방관 내부에 충진시켜 고체상태 그대로 열매체로 사용할 경우 액체 열매체에 비해 열매체로서의 가온, 전도, 방열 효율이 낮아지는 결과를 초래하였다.However, the crystal and vermiculite are excellent materials for heating and heat insulators, but the solid crystal and vermiculite mixtures are introduced into the heating tube of the floor heater, as described in the well-known technology for floor heating. When used as a heat medium in the solid state, the heating, conduction, and heat dissipation efficiency of the heat medium were lower than those of the liquid heat medium.
따라서, 본 발명의 출원인은 위와 같이 난방재 및 단열재 소재로 우수한 수정과 질석의 장점이 유지된 상태로 난방관 내부에서 열매체로서의 성능을 발휘할 수 있도록 하기 위해, 통상적으로 사용되는 액상 열매체인 물에 열전도율이 우수한 상기 단일벽 탄소나노튜브와, 수정과 질석을 일정비율로 혼합시켜 액체화 열매체가 되도록 하였으며, 테스트 결과 종래의 수정과 질석 혼합물인 고체 열매체를 사용했을 경우와, 단순히 물 열매체를 사용했을 경우보다 난방효율이 향상되는 효과가 있었다.Accordingly, the applicant of the present invention, as described above, in order to be able to exert the performance as a heat medium in the heating tube in the state of maintaining the advantages of the excellent modification and vermiculite as a heating material and heat insulating material as described above, the heat conductivity in the water which is a commonly used liquid heat medium The excellent single-walled carbon nanotubes, crystals and vermiculite were mixed at a certain ratio to form a liquidized heat medium. The heating efficiency was improved.
이때 상기 열매체의 구성물질 중량%는 단일벽 탄소나노튜브 10%, 수정 5%, 질석 5%, 물 80% 으로 하여 단일벽 탄소나노튜브와 수정 및 질석을 물에 혼합시켜 액체화 열매체가 되도록 하였다.At this time, the weight percent of the constituent material of the heat medium was single-walled carbon nanotube 10%, quartz 5%, vermiculite 5%, water 80% by mixing the single-wall carbon nanotubes, quartz and vermiculite in water to be a liquid medium.
여기서, 상기 단일벽 탄소나노튜브는 극성이 없는 탄소 동소체로, 극성이 있는 물을 만나면 밀어내는 성질인 소수성(Hydrophobic Property, 疏水性)이 있어 물에 잘 녹지 않으나, 크기가 수 나노미터(nanometer, nm)에 불과하여 소량을 물에 혼합 시에는 침전물이 생성되기 어려우므로 열전도성이 우수한 단일벽 탄소나노튜브와 물의 혼합물은 열매체로서 사용 가능하며, 단일벽 탄소나노튜브와 물의 혼합물을 열매체로 사용할 시 난방관 내의 히팅케이블로부터 발생된 열을 전도 및 배가시켜 난방효율을 극대화 시킬 수 있다. Here, the single-walled carbon nanotubes are carbon allotropes having no polarity, and are hydrophobic (Hydrophobic Property, property of being pushed out) when they meet polar water, and are not easily dissolved in water, but have a size of several nanometers (nanometer, When only a small amount is mixed with water, it is difficult to generate precipitates. Therefore, a mixture of single-walled carbon nanotubes and water having excellent thermal conductivity can be used as a heat medium, and when a mixture of single-walled carbon nanotubes and water is used as a heat medium, The heating efficiency can be maximized by conducting and doubling the heat generated from the heating cable in the heating tube.
또한, 천연 광석 소재인 수정과 질석은 미세분말(powder)로 가공이 가능하므로 소량의 수정과 질석 미세분말과 물의 혼합 역시 상기 단일벽 탄소나노튜브와 물의 혼합과 같이 가능하다.In addition, since the natural ore material crystal and vermiculite can be processed into a fine powder (powder), a small amount of crystal and vermiculite fine powder and water can also be mixed with the single-wall carbon nanotube and water.
위와 같이 열전도 특성이 우수한 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)와 난방 및 단열 성능이 우수한 수정과 질석을 물에 혼합한 액체 열매체를 사용함으로써, 종래의 고체 열매체의 가온, 전도, 방열 효율 문제점을 개선하여 난방효율을 극대화 할 수 있다.By using single-walled carbon nanotubes (SWCNT) with excellent thermal conductivity as well as liquid heat medium mixed with quartz and vermiculite with excellent heating and thermal insulation performance, the heating, conduction, Improve heat dissipation efficiency problems to maximize heating efficiency.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기 제1 히팅케이블 지지부재(200)는 상기 난방관(100)의 내부에 일정한 간격을 두고 배치되어 히팅케이블(500)과 예비 히팅케이블(600)이 인입ㆍ지지 가능하도록 하는 수단으로, 히팅케이블 간의 꼬임을 방지하기 위해 다수개의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)과 상기 난방관(100)의 내부에 고정되어 회전되지 않도록 하는 다수개의 회전 방지용 돌기부(220)가 형성된 ""의 모양ㆍ형상의 양측 단면을 갖으며 내열성이 우수한 실리콘 재질로 제작된다.2 to 4, the first heating
여기서, 상기 제1 히팅케이블 지지부재(200)의 다수개의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)은 상기 난방관 내부에 충진된 열매체(50)가 상기 히팅케이블 인입용 홀로 관통되어 유동될 수 있도록 상기 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600)의 직경보다 크게 제작되며, 이러한 열매체의 유동은 상기 제1 히팅케이블 지지부재(200)에 형성된 다수개의 회전 방지용 돌기부(220) 간의 오목한 공간을 통해 난방관의 내벽과 히팅케이블 지지부재 간에 틈새가 형성되므로 이를 통하여도 열매체가 유동될 수 있다.Here, the plurality of heating cable inlet holes 210 of the first heating
또한, 상기 제1 히팅케이블 지지부재(200)에는 열매체(50)의 유동을 위한 별도의 열매체 충진용 홀(미도시)을 형성시킬 수도 있다.In addition, the first heating
다시, 도 2와 도 3 및 도 5를 참조하여, 상기 밀봉용 커넥터(connecter, 400)는 상기 난방관(100) 내부에 충진된 열매체(50)의 밀봉을 위해 난방관의 양측 끝단부에 장착되는 금속 재질의 것으로, 난방관의 양측 끝단부를 밀봉처리하여 마감하거나 복수개의 난방관을 서로 연결할 때 사용되며, 제1/제2 커플러(410, 420)와 밀봉용 캡(430)으로 구성되며, 내부에는 제2 히팅케이블 지지부재(300)가 장착된다.Again, referring to FIGS. 2, 3 and 5, the sealing
여기서 상기 밀봉용 커넥터(400)는, 난방관의 마감부(110)에 대한 밀봉 처리를 위해 난방관(100)에 장착되는 제1 커플러(410)와, 상기 제1 커플러와 체결되고 밀봉용 캡(430)이 장착된 제2 커플러(420)로 이루어지거나(도 3의 (가) 참조), 복수개의 난방관(100a, 100b)의 연결을 위해 어느 하나의 난방관(100a)에 장착되는 제1 커플러(410)와, 일측은 상기 제1 커플러와 체결되고 타측은 다른 하나의 난방관(100b)에 장착되는 제2 커플러(420a)로 이루어지도록 한 두가지 타입으로 제작된다.(도 3의 (나) 참조).Here, the sealing
또한, 상기 제1/제2 커플러의 체결은 제1 커플러(410)에 형성된 수나사부(411)와 제2 커플러(420, 420a)에 형성된 암나사부(421)를 통해 서로 체결되도록 하며, 상기 제1 커플러의 수나사부에는 실리콘 재질의 오링(O-RING, 미도시)을 두어 제1/제2 커플러의 체결부분에서 누수가 발생되지 않도록 한다.In addition, the fastening of the first and second couplers may be fastened to each other through the
또한, 난방관의 끝단부에 장착되는 제1 커플러(410) 또는 제2 커플러(420a)는 난방관의 내ㆍ외경 규격과 동일한 가이드 홀(412)이 형성되며, 상기 가이드 홀에 상기 난방관을 끼워서 고정ㆍ장착되도록 하고, 이때, 가이드 홀 내부에 접착제 또는 방수제 등을 도포하여 밀봉처리가 되도록 한다.In addition, the
또한, 상기 제1/제2 커플러(410, 420, 420a)의 외부면 일정부분에는 스패너(spanner)와 같은 공구로 죄거나 풀 수 있도록 하기위해 육각형상이 형성된다.In addition, a hexagonal shape is formed at a predetermined portion of the outer surface of the first /
또한, 상기 밀봉용 커넥터(400)의 제1 커플러(410)에는 상기 제2 히팅케이블 지지부재(300)가 장착되어 밀봉용 커넥터 내부의 히팅케이블 및 예비 히팅케이블의 꼬임 방지 및 인입 가능하도록 한다. In addition, the
여기서, 상기 제2 히팅케이블 지지부재(300)는 제1 히팅케이블 지지부재(200)의 전면측 단면과는 모양ㆍ형상이 같으나, 후면에는 상기 제1 커플러의 내경과 동일한 규격을 갖는 장착부(330)가 더 형성되어 상기 제1 커플러에 밀착되어 장착될 수 있도록 ""의 모양ㆍ형상의 일측 단면을 갖는다.Here, the second heating
또한, 난방관의 마감부, 즉, 후술하는 제어부(700)로 히팅케이블 및 예비 히팅케이블이 연결되는 부분의 밀봉용 커넥터(400) 내부에 장착되는 제2 히팅케이블 지지부재(300)의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)은 히팅케이블의 직경과 같거나 다소 작게 형성되도록 하여 밀봉용 커넥터 외부로 열매체가 누수되지 않도록 한다.In addition, the heating cable of the second heating
따라서, 상기 제1/제2 히팅케이블 지지부재(200, 300)가 난방관 및 밀봉용 커넥터에 각각 배치ㆍ장착됨으로써, 난방관 및 밀봉용 커넥터 내부에 히팅케이블 및 예비 히팅케이블이 꼬임 없이 인입 가능하도록 하여 난방관의 내부 전면에 골고루 열발생을 유도하여 열매체(50)로의 열전달 속도를 높일 수 있으며, 밀봉용 커넥터의 제1 커플러와 제2 커플러 간의 체결부분에 장착되어 열매체의 누수를 방지할 수도 있다. Accordingly, the first and second heating
한편, 상기 밀봉용 커넥터(400)는 일반적으로 일자형으로 제작되나, 이에 국한되지 않고 "L"자형, "∪"자형으로도 제작되어 난방관을 휘지않고 난방관이 배치되도록 할 수도 있다.Meanwhile, the sealing
도 2와 도 35 참조하여, 상기 히팅케이블(500)과 예비 히팅케이블(600)은, 2선으로 구성된 통상의 히팅케이블로서 전기에너지에 의한 전도열로 상기 열매체를 가온, 전도하도록 하며, 상기 예비 히팅케이블은 상기 히팅케이블의 단선에 대비하여 히팅케이블과 함께 난방관(100) 내부에 인입되도록 한다.2 and 35, the
또한, 상기 히팅케이블과 예비 히팅케이블의 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. In addition, the covering material of the heating cable and the preliminary heating cable is made of plastic material, which enables safe design against electric leakage and electric shock accident, and it is a cable that can be used up to 200 ° C or above. It should be installed so as not to exceed ℃.
또한, 상기 상기 히팅케이블과 예비 히팅케이블은 후술하는 제어부(700)와 결선(結線)되도록 한다.In addition, the heating cable and the preliminary heating cable is to be connected to the
한편, 상기 예비 히팅케이블(600)은 난방이 필요한 장소의 바닥면 크기 및 사용 용도에 따라 2선으로 구성됨에 제한을 두지 않고, 난방관이 인입이 안되거나 1선만 인입되도록 한다. On the other hand, the
또한, 상기 난방관의 내부에 열매체(50)와 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600)의 충진/인입 시에는 먼저 난방관(100) 내부에 히팅케이블 및 예비 히팅케이블의 인입 작업을 완료 후 난방관의 양측 끝단부 중에서 어느 일측이 개방된 상태로 열매체를 충진한 후 밀봉용 커넥터(400)로 밀봉하도록 하며, 난방이 필요한 장소의 바닥면 크기에 따라 복수개의 난방관이 사용될 경우는 하나의 난방관씩 순차적으로 열매체와 히팅케이블 및 예비 히팅케이블의 충진/인입 작업이 수행되도록 한다.In addition, when filling / retracting the
다시, 도 2를 참조하여, 상기 제어부(700)는 상기 히팅케이블의 온도 설정과 바닥 난방장치의 주전원을 ON/OFF 제어하며, 바닥 난방장치의 누수, 온도, 단선을 점검하는 수단으로, 현재 온도와 설정 온도의 표시부 및 설정 온도 조작 버튼부(미도시) 등의 사용자 편의수단을 두어 사용자가 손쉽게 바닥 난방장치의 상황을 파악하고 조작할 수 있도록 하며, 이를 위해서 바닥 난방장치에 온도 센서, 단선/누수 감지부가 설치되는 것은 자명한 사실이다. Again, referring to FIG. 2, the
또한, 이러한 제어부의 사용자 편의수단 및 감지 수단들은 난방장치 관련 분야에서 널리 공지된 기술이므로 상세한 설명을 생략한다. In addition, since the user convenience means and the sensing means of such a control unit is well known in the heating-related field, a detailed description thereof will be omitted.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바닥 난방장치는, 열전도 특성이 우수한 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)와 난방 및 단열 성능이 우수한 천연광석 소재의 수정과 질석을 물에 혼합한 액체 열매체를 사용함으로써, 종래의 고체 열매체의 가온, 전도, 방열 효율 문제점을 개선하여 난방효율을 극대화 할 수 있으며, 난방관 및 밀봉용 커넥터의 내부에 제1/제2 히팅케이블 지지부재를 배치ㆍ장착시킴으로써, 히팅케이블 및 예비 히팅케이블의 꼬임을 방지하고 난방관의 내부 전면에 골고루 열발생을 유도하여 열매체로의 열전달 속도를 높일 수 있다.As such, the floor heating apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is water-modified and vermiculite of single-walled carbon nanotubes (SWCNT) having excellent thermal conductivity and natural ore material having excellent heating and thermal insulation performance. By using the liquid heat medium mixed in the heat treatment, the heating, conduction and heat dissipation efficiency problems of the conventional solid heat medium can be improved to maximize the heating efficiency, and the first / second heating cable support member inside the heating tube and the sealing connector can be maximized. By arranging and mounting the heating cable, it is possible to prevent twisting of the heating cable and the preliminary heating cable and to induce heat generation evenly on the entire inner surface of the heating tube, thereby increasing the heat transfer rate to the heat medium.
또한, 난방관의 양측 끝단부를 제1/제2 커플러로 구성된 밀봉용 커넥터를 통해 완전히 밀봉 처리함으로써, 액체 열매체의 팽창 및 압력 발생에 따른 누수 문제를 해결하여 시공비용 및 유지비용을 절감시킬 수 있다.In addition, by completely sealing the both ends of the heating tube through the sealing connector consisting of the first / second coupler, it is possible to solve the problem of leakage due to the expansion and pressure generation of the liquid heat medium to reduce the construction cost and maintenance cost .
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
50 : 열매체 100, 100a, 100b : 난방관
110 : 난방관의 마감부
200, 300 : 제1/제2 히팅케이블 지지부재
210 : 히팅케이블 인입용 홀 220 : 회전 방지용 돌기부
330 : 장착부
400 : 밀봉용 커넥터(connecter) 410 : 제1 커플러
411 : 수나사부 412 : 가이드 홀
420, 420a : 제2 커플러 421 : 암나사부
430 : 밀봉용 캡 500 : 히팅케이블
600 : 예비 히팅케이블 700 : 제어부50:
110: finish of the heating tube
200, 300: 1st / 2nd heating cable support member
210: heating cable entry hole 220: rotation preventing projection
330: mounting portion
400: sealing connector 410: first coupler
411: male thread portion 412: guide hole
420, 420a: second coupler 421: female threaded portion
430: sealing cap 500: heating cable
600: spare heating cable 700: control unit
Claims (7)
난방이 필요한 바닥면에 매립 설치되되, 내부에는 열전도 특성을 갖는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube)와 천연 광석 소재인 수정과 질석을 물에 혼합시켜 단일벽 탄소나노튜브 10%, 수정 5%, 질석 5%, 물 80% 의 중량%를 갖는 액체상태의 열매체(50)가 충진되는 난방관(100)과;
상기 난방관(100)의 내부에 일정한 간격을 두고 배치되어 히팅케이블과 예비 히팅케이블이 인입ㆍ지지 가능하도록 하며, 히팅케이블 간의 꼬임을 방지하기 위해 다수개의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)과, 상기 난방관의 내부에 고정되어 회전되지 않도록 하는 다수개의 회전 방지용 돌기부(220)가 형성된 " "의 모양ㆍ형상의 양측 단면을 갖는 실리콘 재질의 제1 히팅케이블 지지부재(200) 및;
상기 난방관(100)의 내부에 충진된 열매체(50)의 밀봉을 위해 난방관의 양측 끝단부에 장착되며, 내부에는 ""의 모양ㆍ형상의 일측 단면을 갖는 제2 히팅케이블 지지부재(300)가 장착되는 금속 재질로 제작되되, 난방관의 마감부(110)에 대한 밀봉 처리를 위해 난방관(100)에 장착되는 제1 커플러(410)와, 상기 제1 커플러와 체결되고 밀봉용 캡(430)이 장착된 제2 커플러(420)로 이루어진 밀봉용 커넥터(connecter, 400)를 포함하며,
또한, 상기 제1/제2 히팅케이블 지지부재(200, 300)를 통해 상기 난방관 및 밀봉용 커넥터의 내부에 인입되어 상기 열매체(50)를 가온, 전도하는 2선으로 구성된 히팅케이블(500)과 상기 히팅케이블의 단선에 대비하여 2선으로 구성된 예비 히팅케이블(600)과;
상기 히팅케이블(500)의 온도 설정과 바닥 난방장치의 주전원을 ON/OFF 제어하며, 바닥 난방장치의 누수, 온도, 단선을 점검하는 제어부(700)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.
Floor heating,
It is installed on the floor that needs heating, but inside it is a single-walled carbon nanotube (SWCNT, Single-walled Carbon Nanotube) and natural ore crystal and vermiculite mixed with water. A heating tube 100 filled with a liquid medium 50 having a weight of 5% quartz crystal, 5% vermiculite and 80% water;
It is arranged at a predetermined interval inside the heating tube 100 to enable the heating cable and the preliminary heating cable to be introduced and supported, and to prevent the twisting between the heating cable and a plurality of heating cable insertion holes (hole, 210) and , A plurality of anti-rotation protrusions 220 formed in the heating tube to prevent rotation thereof is formed. A first heating cable support member (200) made of silicon having both end surfaces of a shape and a shape of "
Mounted at both ends of the heating tube for sealing of the heat medium 50 filled in the heating tube 100, the inside " The second heating cable support member 300 having one side cross-section and shape is made of a metal material to be mounted, and is mounted to the heating tube 100 for sealing treatment to the finishing part 110 of the heating tube. A sealing connector 400 comprising a first coupler 410 and a second coupler 420 fastened to the first coupler and equipped with a sealing cap 430,
In addition, the heating cable 500 is composed of two wires introduced into the heating tube and the sealing connector through the first and second heating cable support members 200 and 300 to heat and conduct the heat medium 50. And a preliminary heating cable 600 composed of two wires in preparation for disconnection of the heating cable;
Floor setting apparatus further comprises a control unit 700 for controlling the temperature setting of the heating cable 500 and the main power of the floor heating device ON / OFF, and checks the leakage, temperature, disconnection of the floor heating device.
상기 제1 히팅케이블 지지부재(200)의 다수개의 히팅케이블 인입용 홀(hole, 210)은 상기 난방관 내부에 충진된 열매체(50)가 상기 히팅케이블 인입용 홀로 관통되어 유동될 수 있도록 상기 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600)의 직경보다 크게 제작되는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.
The method according to claim 1,
The plurality of heating cable inlet holes 210 of the first heating cable support member 200 are heated so that the heating medium 50 filled in the heating tube can pass through the heating cable inlet hole and flow. Floor heating device characterized in that the larger than the diameter of the cable 500 and the preliminary heating cable (600).
상기 밀봉용 커넥터(400)는, 복수개의 난방관(100a, 100b)의 연결을 위해 어느 하나의 난방관(100a)에 장착되는 제1 커플러(410)와, 일측은 상기 제1 커플러와 체결되고 타측은 다른 하나의 난방관(100b)에 장착되는 제2 커플러(420a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.
The method according to claim 1,
The sealing connector 400, the first coupler 410 is mounted to any one of the heating pipe (100a) for the connection of a plurality of heating pipe (100a, 100b), and one side is fastened with the first coupler The other side is a floor heating device, characterized in that consisting of a second coupler (420a) mounted on the other heating tube (100b).
상기 밀봉용 커넥터(400)의 제1 커플러(410)에는 상기 히팅케이블(500) 및 예비 히팅케이블(600)을 인입ㆍ지지하며 상기 제1 커플러의 내경과 동일한 규격을 갖는 장착부(330)가 형성된 제2 히팅케이블 지지부재(300)가 장착되는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치.6. The method of claim 5,
The first coupler 410 of the sealing connector 400 receives and supports the heating cable 500 and the preliminary heating cable 600 and has a mounting portion 330 having the same size as the inner diameter of the first coupler. Floor heating apparatus characterized in that the second heating cable support member 300 is mounted.
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