KR101371509B1 - 적외선 난방 제어 시스템 - Google Patents

적외선 난방 제어 시스템 Download PDF

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KR101371509B1
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주식회사 케이디파워
박기주
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Abstract

본 발명은 시공이 간편하고 전기 소비량을 줄이도록 한 원적외선 판넬을 이용한 난방장치와 이 난방장치의 효과적인 전열제어가 가능한 적외선 난방제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 적외선 난방제어시스템은 적외선을 방출하여 열에너지를 공급하는 필름 형태의 발열체를 복수로 구비하는 난방부; 상기 난방부의 난방 제어를 위해 복수의 상기 발열체 각각의 온/오프 및 발생 열량의 제어를 포함하는 동작제어를 수행하며, 상기 발열체에 전원을 공급하기 위한 전원부를 구비하는 통합제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

적외선 난방 제어 시스템{Infra-red heating control system}
본 발명은 적외선 난방 제어 시스템에 관한 것으로 특히, 시공이 간편하고 전기 소비량을 줄이도록 한 원적외선 판넬을 이용한 난방장치와 이 난방장치의 효과적인 전열제어가 가능한 적외선 난방제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 난방은 온수 순환관을 통해 온수 또는 증기와 열매체를 순환시켜 난방을 하는 방식, 라디에이터 또는 덕트를 이용하여 열풍을 직접 공급하는 방식, 전열선 또는 발열체를 이용하는 방법이 있다. 주거형 건물에서는 바닥에 온수순환 배관을 매설하는 방식을 주로 사용하고 있으나, 비주거용 건축물에서는 이외의 방법들이 널리 이용되고 있다.
한편, 최근에는 전열선을 이용하는 전기장판이나 전기난로 등의 난방기구들은 난방효율이 낮고 과열로 인한 화재의 위험성이 많으며, 온수를 이용하는 난방은 동파로 인한 관리의 어려움과 빠른 난방의 어려움이 있으며, 열풍 난방의 경우 역시 난방효율이 낮아 탄소분발을 적용하는 발열체들에 주목받고 있는 실정이다.
그러나 종래의 일반적인 탄소발열체들도 기존의 전기장판과 유사하게 접촉식, 근접 난방에 사용되고 있기 때문에 이를 이용하여 공간 난방을 수행하는데에는 한계가 있었다.
더욱이, 종래의 탄소발열체 이용 난방의 경우 전기장판과 같이 단독으로만 사용했었기 때문에 복수의 단위체를 함께 사용하는 경우 이를 제어하는 방법이 전무한 실정이다. 때문에 종래의 탄소발열체 이용 난방은 효율적인 전열을 통해 에너지의 효율적인 사용이 곤란하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 시공이 간편하고 전기 소비량을 줄이도록 한 원적외선 판넬을 이용한 난방장치와 이 난방장치의 효과적인 전열제어가 가능한 적외선 난방제어 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적외선 난방제어시스템은 적외선을 방출하여 열에너지를 공급하는 필름 형태의 발열체를 복수로 구비하는 난방부; 상기 난방부의 난방 제어를 위해 복수의 상기 발열체 각각의 온/오프 및 발생 열량의 제어를 포함하는 동작제어를 수행하며, 상기 발열체에 전원을 공급하기 위한 전원부를 구비하는 통합제어부;를 포함하여 구성된다.
상기 통합제어부는 복수의 상기 발열체 중 적어도 어느 하나에 대응되어 설치되는 인체감지 센서 또는 동작감지 센서를 포함하여 구성된다.
상기 동작제어는 발열량 제어, 발열시간 제어, 디밍제어(위장제어), 인체감지 제어 및 원격 제어 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다.
상기 디밍제어는 상기 발열체의 온/오프 또는 발열량의 많고 적음을 일정한 주기로 반복한다.
상기 발열체는 바닥재; 상기 바닥재 상에 적층되는 단열재; 상기 단열재 상에 적층되어 상기 적외선을 생성하는 제1발열재; 및 상기 제1발열재 상에 적층되고, 상기 발열재로부터의 상기 적외선을 방출하며, 외부에서 상기 발열체의 내부로 입사되는 열 또는 광을 반사하는 반사재;를 포함하여 구성된다.
상기 발열체는 상기 제1발열재와 상기 반사재 사이에 배치되고, 상기 제1발열재 상에 적층되는 절연재; 상기 절연재와 상기 반사재 사이에 배치되고, 상기 절연재 상에 적층되는 제2발열재;를 더 포함하여 구성된다.
상기 반사재는 상기 단열재와 상기 제1발열재의 사이 또는 상기 바닥재와 상기 단열재 사이에 한 층 더 형성된다.
상기 제1발열재와 상기 제2발열재의 열발생 용량은 상이하다.
상기 제1발열재의 열발생 용량이 상기 제2발열재의 열발생 용량에 비해 크다.
상기 통합제어부는 상기 발열체의 구동 초기에 상기 제1발열재 및 상기 제2발열재 모두에 전원을 인가하고, 미리 정해진 온도에 도달하는 경우 상기 제1발열재 및 상기 제2발열재 중 어느 하나에만 전원을 인가한다.
상기 발열체는 발열부와 상기 발열부의 일부분에 형성되고, 상기 전원부와 상기 발열부를 연결하며, 탄소가 도포 또는 코팅되는 도전부를 포함하여 구성된다.
상기 통합제어부는 상기 전원부는 상기 제1 및 제2발열재 중 적어도 어느 하나에 연결되는 접지수단을 더 포함하여 구성된다.
상기 접지수단은 카본파이버 매트전극을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 적외선 난방 제어 시스템은 시공이 간편하고 전기 소비량을 줄이도록 한 원적외선 판넬을 이용한 난방장치와 이 난방장치의 효과적인 전열제어가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 난방 제어 시스템의 구성을 도시한 구성 예시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 발열체의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 발열체를 설명하기 위한 사시도.
도 4는 발열체의 층 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 5는 발열체의 상세 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 적외선 난방 제어 시스템의 실사용예를 도시한 예시도.
도 7은 전원과 발열체의 연결을 도시한 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열체를 도시한 사시도.
도 9는 접지수단으로 사용되는 카본파이버 매트전극의 직물 구조를 나타낸 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 난방 제어 시스템의 구성을 도시한 구성 예시도이다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 적외선 난방 제어 시스템은 난방부(110)와 통합제어부(130)를 포함하여 구성된다.
난방부(110)는 난방이 필요한 위치에 설치되어 통합제어부(150)의 제어에 따라 원적외선을 방출하여 난방을 수행한다. 이러한 난방부(110)는 복수의 발열체(111)로 구성되고, 각 발열체(111)는 통합제어부(150)의 제어에 따라 각각 원적외선을 방출하여 각 발열체(111)가 설치된 공간을 난방하게 된다.
그리고 발열체(111)는 코튼 망사 발열체가 이용되며, 이를 통해 발열체(111)가 설치된 공간에 원적외선을 방출하여 각 공간에 대한 난방을 수행한다. 이들 발열체(111)는 각각 통합제어부(150)에 연결되어 발열을 위한 전원의 제어를 받게 된다. 이러한 발열체(111)의 상세한 구조에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.
한편, 발열체(111)는 다양한 위치에 설치된다. 구체적으로 이 발열체(111)는 기존의 접촉에 의한 열에너지 제공, 공기 및 난방수와 같은 열매체의 가열을 통한 열에너지 전달 방법을 이용하지 않고, 원적외선을 방출하여 복사 방식에 의해 열에너지를 전달하게 된다. 때문에 발열체(111)는 지정된 공간의 바닥, 천장, 벽면, 칸막이 벽면, 책상 하부면 등 다양한 위치에 복수로 설치된다.
통합제어부(150)는 사용자의 입력 및 미리 프로그래밍 된 정보에 따라 난방부(110)를 제어하여 난방부(110)가 설치된 공간의 난방을 수행한다. 특히 본 발명의 통합제어부(150)는 각각의 발열체(111)에 개별적으로 연결되어, 각 발열체(111)의 발열을 독립적으로 제어하며, 이러한 제어를 통합제어부(150)의 제어부(160)를 통해 통합적으로 수행한다.
즉, 통합제어부(150)는 복수의 발열체(111)를 하나의 제어부(160)를 통해 통합하여 제어를 수행하거나, 발열이 필요 또는 발열이 불필요한 발열체(111)의 온오프 제어, 동작하는 발열체(111)의 발열량 제어, 발열시간 제어, 디밍제어(위장제어), 인체감지 제어, 원격 제어를 수행한다.
이를 위해 통합제어부(150)는 제어부(160), 부제어부(161)와 제어단말(170)을 포함하여 구성된다. 제어부(160)는 제어단말(170)을 통해 입력되는 명령 및 미리 프로그래밍된 제어알고리즘에 의해 발열체(111) 및 난방부(110)의 동작제어를 수행한다. 이 제어부(160)는 난방부(110)의 각 발열체(111)와 연결되어 각 발열체(111) 단위의 제어를 수행한다. 여기서, 제어부(160)는 부제어부(161)와 연결되고 부제어부(161)를 제어하여 발열체(111)의 동작을 제어할 수 있다. 특히, 제어부(160)는 인체가 감지되는 위치 또는 인체가 감지되는 위치와 인접한 위치의 발열체(111)만 동작하도록 하는 것이 가능하며, 이를 위해 복수의 센서(131)와 연결되어, 센서(131)로부터 인체감지 정보를 수신할 수 있다. 그리고 제어부(160)는 사용자의 명령이 입력되는 리모콘(171)과 유무선에 의해 연결될 수 있으며, 이와는 별도로 스마트폰, 휴대폰, 무선 기능이 지원되는 휴대용 단말과 통신을 통해 명령을 수신하고, 동작상황을 휴대단말(172)에 전달할 수 있다. 이를 위해 제어부(160)는 이동통신 통신 모듈, 유무선 인터넷 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 통합제어부(150)에 의한 난방부(110)의 제어는 통합제어부(150)의 제어부(160)가 각 발열체(111)의 온오프 및 온도 조절 제어를 수행하여 이루어진다. 즉, 기존에는 각각의 발열체(111)별 컨트롤러에 의해 수행되던 제어를 제어부(160)에서 통합하여 제어하며, 이를 통해 미리 저장된 알고리즘에 의한 제어, 난방부(110)가 설치된 시설 단위의 제어가 가능해진다. 아울러, 이러한 각 발열체(111) 또는 몇 개의 발열체(111)를 하나의 그룹으로 하는 집단에 도시된 바와 같이 부제어부(161)가 설치될 수 있다. 일례로 부제어부(161)는 통합제어부(150)의 제어에 따라 담당하는 발열체(111)의 동작을 제어하는 역할을 한다. 구체적으로 부제어부(161)는 일부 발열체(111)의 개별제어를 수행하며 이를 위한 별도의 입력수단이 구비될 수 있다. 특히, 이러한 부제어부(161)에 의한 발열체(111)의 개별제어는 제어부(160)에 의해 제한될 수 있으며, 사용자의 편의를 위해 부제어부(161)가 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이 발열체(111)는 통합제어부(150)의 제어부(160)에 의해 직접 제어되거나, 부제어부(161)를 통해 직간접으로 제어될 수 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
구체적으로 제어부(160)는 각 발열체(111)의 온/오프 제어와 동작시 온도제어를 수행한다. 특히, 제어부(160)는 이러한 제어에 있어, 미리 정해진 설정시간에 따라 일정시간이 경과하면 발열체(111)를 오프시키는 설정시간 제어, 사용자에게 온감만을 느끼도록 온/오프 또는 고온/저온을 반복하는 디밍제어, 발열체(111) 각각의 난방 구역에 존재하는 인체를 감지하여 난방을 수행하는 인체감지제어를 수행할 수 있다.
더욱이 이러한 제어는 제어부(160)와 연결된 제어단말(170)을 통해 사용자의 명령을 유무선으로 입력받아 이루어질 수 있다. 즉 사용자는 리모콘(171)을 통해 직접 제어부(160)에 명령을 입력하거나, 휴대단말(172)을 이용하여 제어부(160)에 접속하고 이를 통해 동작 명령을 입력함으로써 난방부(110)를 제어하도록 하는 것이 가능하다. 또한, 사용자는 자신이 위치한 지역 또는 필요로 하는 발열체(111)의 난방 동작을 위해 부제어부(161)를 이용하여 부제어부(161)에 연결된 특정 발열체(111)만을 동작시키는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 발열체의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 또한, 도 3은 발열체를 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 발열체의 층 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 발열체(111)는 바닥재(112), 단열재(113), 발열재(114) 및 반사재(115)를 포함하여 구성된다.
바닥재(112)는 발열체(111)가 벽면, 천정 또는 설치를 위한 구조물에 안정적으로 설치될 수 있도록 하며, 단열재(113), 발열재(114) 및 반사재(115)를 보호하는 역할을 한다. 이 바닥재(110)의 일면에는 단열재(113)가 적층된다.
단열재(113)는 바닥재(112) 상에 적층되어 발열재(114)로부터 발생한 적외선이 불필요하게 방출되는 것을 방지한다. 이 단열재(113) 상에는 발열재(114)가 적층되고, 발열재(114) 상에 반사재(115)가 적층된다. 이러한 단열재(113)는 유리섬유, 스티로폼, 기타 단열성이 있는 합성수지, 천연수지, 펄프 또는 이의 등가물질이 이용될 수 있으며, 단열 성능에 따라 두께 및 구성이 상이해질 수 있다.
발열재(114)는 제어부(160)의 제어에 의해 동작하여, 원적외선을 방출하고, 이를 통해 발열체(110)가 설치된 공간의 난방을 수행한다. 이 발열재(114)의 구조에 대해서는 하기에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
반사재(115)는 발열체(111)외부로 방사된 원적외선 및 복사열이 발열체(111)로 재흡수되는 것을 방지하여 열 효율을 높이는 역할을 한다.
한편, 도시되지 않았지만, 발열체(111)는 발열재(114) 및 제어부(160)와 연결되어 발열재(114)에 전력을 공급하는 전원부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 발열재(114)는 서지임피던스나 과도 임피던스 특성을 개선하기 위해 동작하지 않을 경우 접지에 연결될 수 있으며, 이를 위해 전원부는 접지부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 발열체(111)는 탄소섬유사, 일반섬유사 및 도사를 교차로 직조하여 구성되며, 이를 통해 발열체(111)의 전 표면에서 발열이 수행되어 반사재(115) 또는 반사재(115) 외부의 표면에 열이 가해지는 전면(全面) 발열 방식으로 이용된다.
도 5는 발열체의 상세 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 발열체(111)는 굽힘성, 유연성이 우수한 필름, 얇은 막 형태로 형성된다. 이러한 발열체(111)는 일반 천, 섬유와 유사하게 접히거나 구겨져도 발열체로서의 특성이 변하지 않으므로 이동 및 보관이 간편하고, 다양한 형태로 제조, 다양한 환경에서 적용 및 이용이 가능한 특징이 있다.
이러한 발열체(111)의 발열재(114)는 섬유사(124)가 경사로 배열되고, 탄소섬유사(123)가 위사로 배열되어 격자형태로 직조되는 발열부(121)와 상기 발열부(121)의 일부 또는 전체에 형성되는 발열부(121)에 전력을 공급하는 도전부(122)로 구성되며, 도전부(122)는 전원부 또는 제어부와 연결된다.
여기서, 섬유사(124)는 도전성이나 발열성이 없는 통상의 의류용 내지 산업용 섬유를 의미한다. 예를들어, 섬유사(124)는 면, 마와 같은 천연섬유, 나일론 도는 폴리에스테르, 폴리프로필렌과 같은 합성섬유, 레이온 또는 아세테이트와 같은 재생섬유나 반합성 섬유가 모두 적용 가능하며, 어느 하나의 섬유로 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
또한, 탄소섬유사(123)는 통전시 발열을 일으키며, 다양한 형태의 제조방법을 적용할 수 있다. 일례로, 각종 무기 광물질이 포함된 탄소가루를 페이스트화하여 이를 일반 멀티필라멘트 섬유사에 도포하여 제조하는 방법, 탄소와 텅스텐, 망간 및 스테인레스 등을 고온 용융한 상태에서 실 형태로 뽑는 방법, 폴리아크릴니트로릴계의 섬유를 탄화하여 제조하는 방법 등을 모두 적용할 수 있다. 이와 같은 탄소섬유사(123)는 일반 금속에 비해 가벼우면서도 탄성과 강도가 뛰어난 장점이 있다.
그리고, 도전부(122)는 발열부(121)의 일부분에 형성되고, 전원부와의 연결을 위해 형성된다. 이를 위해 도전부(122)는 발열부(121)의 일부 위치에 섬유사(123) 대신 동사(125)를 경사로 이용하여, 동사(125)가 탄소섬유사(123)와 교차하도록 직조하여 형성된다.
도 5의 확대도를 참조하면, 섬유사(124)와 탄소섬유사(123)의 직조형태는 섬유사(124) 2가닥이 1조를 이루어 이를 꼬아 꼬임부(126)를 형성하고, 탄소섬유사(123)가 꼬임부를 통과한 형태로 구성한다. 이를 통해 탄소섬유사(123)가 섬유사(124)의 꼬임에 의해 고정되기 대문에 안정적인 형상을 유지할 수 있게 된다. 더불어, 이러한 구조는 섬유사(124)의 간격, 꼬임 횟수 및 탄소섬유사(123)의 배치에 따라 발열부의 밀도 및 발열량을 용이하게 조절하는 것이 가능하다.
그리고, 탄소섬유사(123)와 동사(125)가 직조된 도전부(122)에는 탄소액이 도포된다. 이를 통해, 탄소섬유사(123)와 동사(125)간의 결합이 견고해지므로 내구성이 향상되고, 점 접촉되어 있던 탄소섬유사(123)와 동사(125)의 접촉면적이 증가되는 효과를 제공하여 도전율을 좋게 하고 동사(125)와 탄소섬유사(123) 간의 아크 방전을 방지할 수 있게 된다. 때문에 이를 통해 도전부(122)의 도전특성과 원적외선 특성이 향상되며 동사(125)의 산화도 방지할 수 있게 된다.
도전부(122)에 도포되는 탄소액은 전도성 우레탄수지 35%, 전도성 폴리아미드수지10%, 도전성 카본 8%, 흑연 12%, 분산제 0.5%, 가소제 0.5%, 에틸아세테이트 10%, 이소부틸알콜 10%, 에타놀 14%의 비율로 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 적외선 난방 제어 시스템의 실사용예를 도시한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 적외선 난방제어 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이 주택과 같은 공동 시설의 각 구획을 난방하기 위해 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 공동 시설(190)에는 구획(191 내지 193)별로 발열체(111)가 설치될 수 있다. 그리고, 발열체(111)의 설치위치는 구획(191 내지 193)별로 달라질 수 있다. 즉, 제2구획(192)의 경우 벽면에 설치되고 제3구획(193)의 경우 천장에 설치될 수 있다. 또한, 제1구획(191)과 같이 하나의 구획에 복수의 발열체(111)가 설치될 수도 있다. 특히 제1구획(191)에 도시된 바와 같이 발열체(111)는 가열하고자 하는 구획(191 내지 193)의 바닥에 설치되어 난방을 수행하는 것이 효율적이며, 도 6에서와 같이 발열체(111)가 천장 및 벽면에 설치되어 난방을 수행하는 것도 가능하다.
각 구획(191 내지 193)에 설치된 발열체(111) 들은 하나의 제어부(160)에 의해 동작이 제어된다. 이러한 발열체(111)들의 온/오프, 난방 온도는 도시된 것과 같이 리모콘(171)을 통해 사용자가 명령을 입력하고, 입력된 명령을 제어부(160)가 전달받아 수행할 수 있다. 또한, 명령에 따라 미리 입력된 알고리즘에 따라 제어부(160)가 각 발열체(111)를 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
특히, 이러한 제어에 있어서 제어부(160)는 온도센서, 동작감지 센서, 인체감지 센서와 같은 센서(111)를 통해 각 구획(191 내지 193), 또는 발열체(111) 인근의 인체 존재 여부를 감지하고, 인체가 존재하는 부분, 인체의 동선 상에 위치하는 발열체(111)만을 동작 시키고, 필요한 열에너지를 전달하도록 제어하는 것이 가능하다.
더불어 제어부(160)는 각 발열체(111)의 디밍제어를 수행할 수 있다. 이 제어부(160)는 사용자가 필요이상의 온도 조절을 수행하는 경우 따뜻한 느낌을 가지도록 강약을 조절하거나, 인접한 발열체(111)를 온 또는 오프시켜 난방을 수행한다.
아울러, 제어부(160)는 발열체(111)의 온도제어와 디밍제어를 위해 PWM(Pulse width modulation)을 통해 발열체(111)의 발열을 제어할 수 있다.
도 7은 전원과 발열체의 연결을 도시한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 난방 제어 시스템은 전원부(181)를 통해 발열체(111)에 전원을 공급하도록 구성된다. 이러한 전원부(181)는 제어부(160)가 직접 전원부(181)의 역할을 할 수도 있지만, 발열체(111)의 수가 많아지는 경우 한계가 생길 수 있다. 때문에, 각 발열체(111) 단위로 전원부(181)를 구성하고, 각 전원부(181)를 제어부(160)가 제어하도록 하는 것이 유리하다.
이러한 전원부(181)는 발열체(111)에 인가되는 전류 또는 전압을 제어함으로써 발열 온도를 조절하게 된다.
한편, 도 7에는 세 개의 발열체가 연결된 예가 도시되어 있으며, 이 경우 도시된 바와 같이 도전부(122)를 서로 다른 발열체(121)에서 공유하도록 하여 구성하는 것이 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열체를 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 발열체(211)는 바닥재(212), 단열재(213), 제1발열재(214a), 절연재(216), 제2발열재(214b) 및 반사재(215)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 발열체(211)는 전술한 제1실시예와 달리 발열재(214)가 한층 더 구성되고, 제1발열재(214a)와 제2발열재(214) 사이에 발열재(214)간의 층간절연을 위한 절연재(216)가 구성되는 차이점이 있다.
즉, 바닥재(212) 상에 열을 차단하는 단열재(213)와, 단열재(213) 상에 적층되어 원적외선을 발생시키는 제1발열재(214a), 이 제1발열재(214a) 상에 적층되는 절연재(216), 절연재(216) 상에 적층되는 제2발열재(214b), 제2발열재(214b) 상에 적층되어, 제1 및 제2발열재(214a, 214b)로부터 발산되는 원적외선을 외부로 방출하고 외부로부터 발열체(211)로 되돌아오는 열에너지를 반사하는 반사재(215)를 포함하여 구성된다.
여기서, 제1발열재(214a)와 제2발열재(214b)의 열용량은 서로 다를 수 있으며, 이는 탄소의 함유량을 조절하여 실현될 수 있다. 일례로, 제1발열재(214a)는 제2발멸재(214b)보다 탄소의 함유량이 많게 구성되어 상대적으로 큰 열용량을 가지도록 구성할 수 있다. 즉, 발열체(211)의 열용량을 100%라 할때 제1발열재(214a)의 열용량을 70%로 하고, 제2발열재(214b)의 열용량을 30%로 하여 구성할 수 있다.
이와 같이 구성되는 경우 발열체(211)의 동작 초기에는 제1 및 제2발열재(214a, 214b)를 모두 구성하여 100% 열용량으로 운전하게 되고, 일정 온도에 도달할 경우에는 제1발열재(214a)의 전원을 차단하고 제2발열재(214b)만을 동작시켜 사용자가 느끼는 따뜻함은 유지한채로 절전운전을 수행하는 것이 가능하다. 특히, 제2발열재(214b)의 운영시 PWM제어와 같이 디밍제어를 수행하여 실제 발열량은 적게 하면서도 사용자가 느끼는 온열감은 그대로 유지시키는 것이 가능하다.
구체적으로 제1발열재(214a)만을 이용하여 절전운전을 수행할 때 제1발열재(214a)의 온오프 또는 고온과 저온을 일정한 주기로 반복하게 된다. 이를 통해 사용자는 실제 전달되는 열에너지가 적어지는 것을 느끼지 못하고 온열감을 지속적으로 느끼게 되어 지속적으로 동작시킬 때에 비해 적은 에너지를 이용하여 온열을 수행하는 것이 가능해진다. 이는 본 발명의 발열체(111, 211)가 주로 적외선에 의한 복사를 이용하여 열에너지를 전달하기 때문에 가능한 기능이다. 다만, 발열체(211)에 의해 공간을 일정한 정온으로 유지하는 경우에는 제1 및 제2발열재(214a, 214b)를 일정한 전압 또는 전류에 의해 구동되도록 하여 난방을 수행하도록 할 수 있다.
한편, 반사재(216)는 단열재(213)와 제1발열재(214a)의 사이에 1층 더 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 9는 접지수단으로 사용되는 카본파이버 매트전극의 직물 구조를 나타낸 예시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 발열체(111, 211)는 전원부 또는 제어부에 구성되는 접지수단에 의해 접지연결이 이루어질 수 있다. 이때 적용되는 접지수단의 구조는 카본파이버 매트전극(10, Carbon fibermat electrode)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 카본파이버 매트전극(10)은 도전성 콘크리트나 접지 저감제 등과의 결합 부착성이 우수하도록 유연한 미세 필라멘트를 매트 형태로 직조한 직물 형태로 형성된다.
즉, 접지 구조는 도전성의 미세 카본(carbon) 필라멘트를 도 9에 도시된 바와 같이 매트 형태로 직조한 카본 파이버 매트전극(10)을 기본적인 구성으로 포함하며, 카본파이버 매트전극(10)과 결합되는 도전성 구리라인(20), 구리라인(20) 및 카본파이버 매트전극(10)과 전기적으로 연결되는 접지단자(30), 그리고 접지단자(30)에 연결되는 접지도선(40)을 포함하여 구성된다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
110 : 난방부 111 : 발열체
131 : 센서 161 : 부제어부
160 : 제어부 150 : 통합제어부
170 : 리모콘

Claims (13)

  1. 적외선을 방출하여 열에너지를 공급하는 필름 형태의 발열체를 복수로 구비하는 난방부; 및 상기 난방부의 난방 제어를 위해 복수의 상기 발열체 각각의 온/오프 및 발생 열량의 제어를 포함하는 동작제어를 수행하며, 상기 발열체에 전원을 공급하기 위한 전원부를 구비하는 통합제어부;를 포함하며,
    상기 발열체는
    바닥재;
    상기 바닥재 상에 적층되는 단열재;
    상기 단열재 상에 적층되어 상기 적외선을 생성하는 제1발열재; 및
    상기 제1발열재 상에 적층되고, 상기 제1발열재로부터의 상기 적외선을 방출하며, 외부에서 상기 발열체의 내부로 입사되는 열 또는 광을 반사하는 반사재;
    상기 제1발열재와 상기 반사재 사이에 배치되고, 상기 제1발열재 상에 적층되는 절연재;
    상기 절연재와 상기 반사재 사이에 배치되고, 상기 절연재 상에 적층되는 제2발열재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합제어부는
    복수의 상기 발열체 중 적어도 어느 하나에 대응되어 설치되는 인체감지 센서 또는 동작감지 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 동작제어는
    발열량 제어, 발열시간 제어, 디밍제어(위장제어), 인체감지 제어 및 원격 제어 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 디밍제어는
    상기 발열체의 온/오프 또는 발열량의 많고 적음을 일정한 주기로 반복하는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사재는
    상기 단열재와 상기 제1발열재의 사이 또는 상기 바닥재와 상기 단열재 사이에 한 층 더 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1발열재와 상기 제2발열재의 열발생 용량은 상이한 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1발열재의 열발생 용량이 상기 제2발열재의 열발생 용량에 비해 큰 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 통합제어부는 상기 발열체의 구동 초기에 상기 제1발열재 및 상기 제2발열재 모두에 전원을 인가하고, 미리 정해진 온도에 도달하는 경우 상기 제1발열재 및 상기 제2발열재 중 어느 하나에만 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는
    발열부와
    상기 발열부의 일부분에 형성되고, 상기 전원부와 상기 발열부를 연결하며, 탄소가 도포 또는 코팅되는 도전부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합제어부는
    상기 전원부는 상기 제1 및 제2발열재 중 적어도 어느 하나에 연결되는 접지수단을 더 포함하여 구성되는 것을 적외선 난방제어 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 접지수단은 카본파이버 매트전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 난방제어 시스템.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160107665A (ko) * 2015-03-05 2016-09-19 주식회사 태광이엔이 원적외선 복사 난방 장치
KR102137929B1 (ko) * 2020-04-27 2020-07-24 (주)썬레이텍 협소한 공간에 설치되는 원적외선을 방사하는 자동 온도조절 난방장치 및 이를 이용한 난방 시스템
KR102166688B1 (ko) * 2019-12-17 2020-10-19 한국철도기술연구원 벽면 부착형 발열체 시스템
KR20200127517A (ko) * 2019-05-02 2020-11-11 김현곤 폴리우레탄 순지트 모르타르를 이용한 난방구조
KR102409179B1 (ko) * 2021-09-01 2022-06-15 주식회사 구들 다중 축열 구들
KR102469962B1 (ko) * 2021-09-01 2022-11-23 주식회사 구들 다중 축열 구들 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950033298A (ko) * 1994-05-20 1995-12-22 이헌조 적외선 센서를 이용한 공조기 제어장치
KR200246379Y1 (ko) * 2001-06-05 2001-10-29 이규섭 세라믹 원적외선 전기 장판
KR200303414Y1 (ko) * 2002-11-01 2003-02-07 이은령 면상 발열체를 활용한 휴대용 전기 발열장치
KR200432466Y1 (ko) * 2006-09-18 2006-12-04 이택영 탄소발열섬유를 이용한 바닥 난방구조

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950033298A (ko) * 1994-05-20 1995-12-22 이헌조 적외선 센서를 이용한 공조기 제어장치
KR200246379Y1 (ko) * 2001-06-05 2001-10-29 이규섭 세라믹 원적외선 전기 장판
KR200303414Y1 (ko) * 2002-11-01 2003-02-07 이은령 면상 발열체를 활용한 휴대용 전기 발열장치
KR200432466Y1 (ko) * 2006-09-18 2006-12-04 이택영 탄소발열섬유를 이용한 바닥 난방구조

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160107665A (ko) * 2015-03-05 2016-09-19 주식회사 태광이엔이 원적외선 복사 난방 장치
KR101707453B1 (ko) * 2015-03-05 2017-02-17 주식회사 태광이엔이 원적외선 복사 난방 장치
KR20200127517A (ko) * 2019-05-02 2020-11-11 김현곤 폴리우레탄 순지트 모르타르를 이용한 난방구조
KR102254758B1 (ko) * 2019-05-02 2021-05-24 김현곤 폴리우레탄 순지트 모르타르를 이용한 난방구조
KR102166688B1 (ko) * 2019-12-17 2020-10-19 한국철도기술연구원 벽면 부착형 발열체 시스템
KR102137929B1 (ko) * 2020-04-27 2020-07-24 (주)썬레이텍 협소한 공간에 설치되는 원적외선을 방사하는 자동 온도조절 난방장치 및 이를 이용한 난방 시스템
KR102409179B1 (ko) * 2021-09-01 2022-06-15 주식회사 구들 다중 축열 구들
KR102469962B1 (ko) * 2021-09-01 2022-11-23 주식회사 구들 다중 축열 구들 시스템

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