KR101777785B1 - Floor Heating System Using Conductive Composite And Method for Constructing the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전도성 복합체를 이용하여 바닥을 난방하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시멘트와 같은 바인더 재료에 탄소나노튜브 등의 탄소나노재료를 혼입하여 만들어진 복수의 전도성 복합체를 바닥의 슬래브 상에 시공되는 시멘트 모르타르 내에 매립하고 각각의 전도성 복합체에 전원을 인가할 수 있도록 하여 바닥을 원하는 면적만큼 부분적으로 또는 전체적으로 난방할 수 있는 전도성 복합체를 이용한 바닥 난방장치 및 그 시공 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for heating a floor using a conductive composite, and more particularly, to a system for heating a floor using a conductive composite, and more particularly, to a method for heating a floor by using a conductive composite material comprising a binder material such as cement mixed with a carbon nano- The present invention relates to a floor heating apparatus using a conductive composite which is capable of partially or entirely heating the floor by a desired area so as to be buried in the cement mortar and to apply power to the respective conductive complexes and a construction method thereof.
일반적으로 공동주택의 온돌난방은 거실 또는 방의 실내 바닥면을 이루는 슬래브 구조물 상에 온수가 순환하는 파이프를 설치하고 시멘트 모르타르로 파이프를 매립하여 순환하는 온수열에 의해 난방이 이루어지도록 하고 있다.Generally, the ondol heating of a multi-family house is performed by installing a pipe circulating hot water on a slab structure constituting an indoor floor of a living room or a room, and filling the pipe with cement mortar to circulate hot water.
이러한 온수순환식 온돌난방에서 온수는 외부 또는 자체 보일러에 의해 가열된 온수를 단위세대 전체를 몇 구역으로 나누어주는 온수분배기를 통해 분배시키면서 상기 온수 순환 파이프로 공급되어서 순환된다.In the hot water circulating type ondol heating, the hot water is supplied to the hot water circulating pipe while being circulated by distributing the hot water heated by the external or self-boiler through a hot water distributor dividing the entire unit household into several sections.
그러나 이러한 온수 순환식 온돌난방은 현장 시공이 복잡하여 시공성이 떨어지고, 유지관리가 어려울 뿐만 아니라 열원설비인 보일러 또는 히터가 고가이고 열수송 설비인 온수배관을 필요로 하는 등의 단점을 가지고 있다.However, such hot water circulating type ondol heating is disadvantageous in that the construction is complicated due to the complicated construction of the site, the maintenance is difficult, and the boiler or heater, which is a heat source facility, is expensive and hot water piping is required.
이에 종래에는 수지에 전도성 재료가 혼입된 전도성 필름이나 시트 등의 면상발열체를 바닥에 시공하여 난방을 수행하는 방식이 알려져 있으나, 이러한 면상발열체는 구조 강도가 약하여 외부의 충격이나 큰 하중에 의해 쉽게 파손되고 수명이 짧아 잦은 교체와 유지 보수가 요구되며, 파손이나 손상 등으로 발열에 문제가 발생할 경우에 수리를 위해서는 구조체 전체를 재시공해야 하는 문제가 있다.Conventionally, there has been known a method in which a surface heating element such as a conductive film or sheet in which a conductive material is mixed with a resin is placed on the floor to perform heating. However, such a surface heating element has a weak structural strength and is easily damaged The life span is short, frequent replacement and maintenance are required, and there is a problem that the whole structure needs to be reworked in order to repair if a problem occurs due to breakage or damage.
또한 종래의 면상발열체형 난방장치는 습기 및 화재에 취약하고, 제작 시에 시공의 숙련도에 따라 성능이 일정하게 발현되지 않는 문제도 있다.Further, the conventional planar heating body heating apparatus is vulnerable to moisture and fire, and there is a problem that the performance is not constantly developed according to the skill of the construction at the time of manufacture.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시멘트와 같은 바인더 재료에 탄소나노튜브 등의 탄소나노재료를 혼입하여 만들어진 전도성 복합체를 바닥의 슬래브 상에 시멘트 모르타르층과 함께 시공하고, 전도성 복합체에 전원을 인가할 수 있도록 하여, 저렴한 비용으로 바닥을 난방할 수 있으며, 시공이 용이한 전도성 복합체를 이용한 바닥 난방장치 및 그 시공 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a conductive composite made by mixing carbon nanotubes such as carbon nanotubes with a binder material such as cement, The present invention also provides a floor heating apparatus using the conductive composite which is capable of heating the floor at low cost by allowing power to be applied to the conductive composite, and a construction method thereof.
본 발명의 다른 목적은, 단열재로 전도성 복합체가 시공된 영역을 구획하여 바닥을 원하는 면적만큼 부분적으로 난방할 수 있고, 파손이나 손상에 의해 발열에 문제가 발생하더라도 손상된 부분만 간단히 교체하거나 수리하여 사용할 수 있는 바닥 난방장치 및 그 시공 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a method of separating an area in which a conductive composite is applied as a heat insulating material to partially heat the floor by a desired area and even if a problem of heat generation due to breakage or damage occurs, And a method of constructing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바닥 난방장치는, 바인더 재료에 탄소나노재료가 혼합된 블록 형태로 이루어지며, 바닥 슬래브에 타설되는 시멘트 모르타르층 내에 매립되어 설치되는 전도성 복합체와; 상기 전도성 복합체에 매립되어 설치되는 전도성 재질의 전극과; 상기 전도성 복합체의 일측에 결합되며, 외부의 전원공급장치와 연결되고 상기 전극에 삽입되면서 전극과 전기적으로 연결되는 플러그를 구비한 접속부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a floor heating apparatus comprising: a conductive composite body comprising a binder material and a carbon nano material in a block form and embedded in a cement mortar layer placed in a bottom slab; An electrode of a conductive material embedded in the conductive complex; A connection member coupled to one side of the conductive composite body, the connection member being connected to an external power supply unit and having a plug inserted into the electrode and electrically connected to the electrode; And a control unit.
본 발명의 한 형태에 따르면, 본 발명의 바닥 난방장치는, 통 형태로 되어 상기 전도성 복합체의 상측에서 전도성 복합체를 덮으면서 시멘트 모르타르층 내에 매설되는 캡본체와, 상기 캡본체의 상부면에 사람이 손으로 잡을 수 있게 형성된 손잡이와, 상기 캡본체의 상부면을 덮는 덮개를 구비하는 캡을 더 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a floor heating apparatus of the present invention includes: a cap body which is formed in a cylindrical shape and which is embedded in a cement mortar layer while covering an electrically conductive composite at an upper side of the conductive composite body; And a cap having a handle formed to be held by hand and a lid covering an upper surface of the cap body.
본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 본 발명의 바닥 난방장치는, 상부면과 하부면이 개방된 통 형태로 되어 상기 전도성 복합체의 상측에서 전도성 복합체를 덮으면서 시멘트 모르타르층 내에 매설되는 캡본체와, 상기 캡본체의 개방된 상부면을 개폐하는 덮개를 포함하는 캡을 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a floor heating apparatus comprising: a cap body having a top and a bottom surface in an opened cylindrical form and covering the conductive composite on the conductive composite body and embedded in the cement mortar layer; And a cap including a cover for opening and closing an open upper surface of the cap body.
이러한 본 발명의 바닥 난방장치를 시공하는 방법은, A method of constructing the floor heating apparatus of the present invention includes:
(a) 바닥 슬래브의 상부면에 전도성 복합체와 대응하는 형태를 갖는 복합체 거푸집을 설치하는 단계;(a) providing a composite die having a shape corresponding to the conductive composite on the top surface of the bottom slab;
(b) 바닥 슬래브에 복합체 거푸집이 매립되도록 시멘트 모르타르를 타설하여 양생하는 단계; (b) curing the cement mortar so that the composite formwork is embedded in the bottom slab;
(c) 상기 시멘트 모르타르의 양생이 완료되면 상기 복합체 거푸집을 제거하는 단계;(c) removing the composite mold when curing of the cement mortar is completed;
(d) 상기 복합체 거푸집이 제거된 위치에 전도성 복합체를 매설하는 단계;(d) burying the conductive composite at a location where the composite mold is removed;
(e) 상기 전도성 복합체의 전극에 플러그를 삽입하고 접속부재를 결합시키는 단계;(e) inserting a plug into the electrode of the conductive composite and engaging a connecting member;
를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a control unit.
본 발명에 따르면, 바닥의 슬래브 상에 시공되는 시멘트 모르타르층에 복수개의 전도성 복합체 및 접속부재가 소정의 간격으로 매설되어, 외부의 전원공급장치에서 접속부재에 전원을 인가하면 전도성 복합체에 전원이 인가되어 전도성 복합체가 발열하여 바닥을 난방하게 되므로 난방 온도의 제어가 용이하며, 난방장치의 시공이 매우 용이한 효과가 있다. According to the present invention, when a plurality of conductive complexes and connecting members are embedded at predetermined intervals in a cement mortar layer applied on a slab on the floor and power is applied to the connecting member in an external power supply device, power is supplied to the conductive composite The conductive composite is heated and the floor is heated, so that the heating temperature can be easily controlled and the heating device can be easily constructed.
이 때, 바닥 슬래브 상의 시멘트 모르타르층에 단열재를 설치하여 복수의 전도성 복합체를 영역별로 구획함으로써 바닥을 원하는 영역만 부분적으로 난방할 수 있는 효과도 있다. At this time, a heat insulating material is provided on the cement mortar layer on the bottom slab to divide the plurality of conductive complexes into regions, thereby partially heating only the desired region of the floor.
또한 바닥 난방장치를 시공하여 사용하는 도중 접속부재 또는 전도성 복합체의 고장이나 파손, 오작동으로 인하여 전도성 복합체의 발열 문제가 발생하면, 캡을 시멘트 모르타르층에서 분리하거나 캡의 상부면을 개방시켜 접속부재 또는 전도성 복합체를 용이하게 교체 또는 수리하여 사용할 수 있으므로 유지관리가 용이한 효과도 있다. Also, if a heating problem of the conductive composite occurs due to failure, breakage or malfunction of the connecting member or the conductive composite during the use of the floor heating device, the cap is separated from the cement mortar layer or the upper surface of the cap is opened, The conductive composite can be easily replaced or repaired and used, thereby facilitating maintenance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 난방장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 바닥 난방장치를 구성하는 주요 구성부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 바닥 난방장치가 시공된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 난방장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 바닥 난방장치가 주택의 바닥에 시공된 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 바닥 난방장치를 제어하기 위한 컨트롤패널의 실시예를 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 전도성 복합체를 바닥에 시공하였을 때 나타나는 발열 현상을 유한요소해석 프로그램(Abaqus)를 이용하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 바닥 난방장치의 시공 방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view of a floor heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view showing the main components constituting the floor heating apparatus of Fig. 1; Fig.
3 is a sectional view showing a state in which the floor heating apparatus of FIG. 1 is installed.
4 is a cross-sectional view of a floor heating apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing an embodiment in which a floor heating apparatus according to the present invention is installed on the floor of a house.
6 is a front view showing an embodiment of a control panel for controlling a floor heating apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a simulation result of a heating phenomenon when the conductive composite of the present invention is applied to the floor using a finite element analysis program (Abaqus).
8 to 10 are sectional views sequentially showing an embodiment of a method of applying a floor heating apparatus according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전도성 복합체를 이용한 바닥 난방장치 및 그 시공 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a floor heating apparatus and a construction method thereof using the conductive composite according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 난방장치는, 시멘트와 같은 바인더 재료에 탄소나노재료가 혼합된 블록 형태로 이루어져 바닥 슬래브(1)에 타설되는 시멘트 모르타르층(2) 내에 매립되어 설치되는 전도성 복합체(10)와, 상기 전도성 복합체에 매립되어 설치되는 전도성 재질의 전극(11)과, 상기 전도성 복합체(10)의 상측에서 상기 전극(11)에 삽입되면서 전극(11)과 전기적으로 연결되는 플러그(22)를 구비한 접속부재(20)와, 상기 전도성 복합체(10) 및 접속부재(20)의 상부를 덮도록 설치되는 캡(30)을 포함한 구성으로 이루어진다. 1 to 3, a floor heating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cement mortar layer (not shown) made of a block material in which a carbon nano material is mixed with a binder material such as cement, And an
상기 전도성 복합체(10)는 물과 시멘트, 탄소나노튜브(CNT)와 같은 탄소나노재료, 실리카퓸, 계면활성제, 나일론섬유 등을 혼합하여 육면체 등의 다면체, 또는 원통형 등의 블록 형태로 만들어진다. The
상기 전도성 복합체(10)를 구성하는 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nanotube)는 튜브형태의 나노크기의 작은 입자로서 sp2라는 강한 화학결합에 의한 독특한 구조적, 화학적, 기계적 및 전기적 성질을 바탕으로 여러 분야에서 활용되고 있다. 상기 탄소나노튜브는 다양한 종류의 것이 사용될 수 있지만, 다양한 길이를 갖는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotubes)를 사용하는 것이 바람직하다. The carbon nanotubes (CNTs) constituting the
상기 전도성 복합체(10)의 충분한 발열 성능을 유지하기 위하여 상기 탄소나노튜브는 시멘트 중량 대비 1.2~2.0 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 탄소나노튜브의 함량이 시멘트 중량 대비 2.0 중량%를 초과하게 되면 강도가 현저히 저하되어 충격에 의한 손상이나 파손의 가능성이 높아지고, 탄소나노튜브의 함량이 시멘트 중량 대비 1.2 중량%를 미만인 경우에는 난방 성능을 만족시킬 수 있는 발열 성능을 발휘하지 못하는 결점이 있다. In order to maintain a sufficient heat-generating performance of the
상기 탄소나노튜브가 시멘트 매트릭스 내에서 적절하게 분산되도록 하기 위해서 유동도(flow)는 100~120㎜ 인 것이 바람직하며, 상기 실리카퓸의 함량은 시멘트 중량 대비 10 ~ 20 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 또한 탄소나노튜브가 시멘트 매트릭스 내에서 적절하게 분산되도록 하기 위해서 계면활성제는 시멘트 중량 대비 1.6~2.0 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. In order to properly disperse the carbon nanotubes in the cement matrix, the flow rate is preferably 100 to 120 mm, and the content of the silica fume is preferably 10 to 20% by weight based on the weight of the cement . It is also preferable that the surfactant is mixed at 1.6 to 2.0 wt% with respect to the weight of the cement so that the carbon nanotubes are appropriately dispersed in the cement matrix.
상기 전도성 복합체(10)는 내부에 탄소나노튜브를 포함하여 전기가 인가되면 발열하는 특성을 갖는다. 또한 전도성 복합체(10)는 시멘트를 주재료로 하여 만들어지기 때문에 시멘트 모르타르층에 매립되었을 때 열팽창 거동이 시멘트 모르타르층과 유사하게 발생하여 열팽창에 의해 다른 구조물에 손상을 입힐 가능성이 거의 없으며, 압축강도도 50MPa 이상을 갖고 있으므로 내구성이 우수한 이점이 있다. The conductive
상기 전도성 복합체(10)는 1.67W 전력 소모시 20분 내에 최대온도 50℃, 6.67.W 전력 소모시 20분 내에 100℃까지 발열이 가능함을 확인하였다. It was confirmed that the conductive composite material (10) can generate heat up to 100 ° C within 20 minutes at a maximum temperature of 50 ° C and a power consumption of 6.67.W within 20 minutes at a power consumption of 1.67W.
상기 전극(11)은 상단부와 하단부가 개방된 원통형으로 이루어지며, 전도성이 우수한 구리와 같은 금속으로 만들어져 상기 전도성 복합체(10)의 내부에 매립된다. 상기 전극(11)은 전도성 복합체(10)의 높이와 대체로 동일한 길이를 갖도록 되어 전도성 복합체(10)의 상단부에서부터 하단부를 관통하게 설치된다. The
상기 접속부재(20)는 전도성 복합체(10)의 전극(11)과 외부의 전원공급장치를 연결하기 위한 구성요소로, 상기 전도성 복합체(10)의 상부면에 나사 또는 볼트와 같은 체결수단(25)에 의해 결합되는 전도성 금속 재질로 된 평판 형태의 플러그헤드(21)와, 일단이 상기 플러그헤드(21)에 결합되는 상기 플러그(22)와, 상기 플러그헤드(21)를 외부의 전원공급장치와 연결하는 전선(26)에 연결되는 전선연결부(23)를 포함한다. The connecting
상기 플러그헤드(21)의 양측에는 상기 체결수단(25)이 관통하면서 체결되는 복수의 체결홀(21a)이 형성되고, 상기 전도성 복합체(10)의 상부면에는 상기 체결수단(25)이 체결되는 복수의 탭홀(12)이 형성된다. 상기 탭홀(12)의 내주면에는 체결수단이 나선 결합되는 나사산이 형성되어 있다.A plurality of
이 실시예에서는 상기 플러그헤드(21)가 전도성이 우수한 금속 재질로 만들어지고, 플러그헤드(21)에 전선연결부(23)가 연결되어 플러그헤드(21)를 통해 플러그(22)를 전원공급장치에 전기적으로 연결하지만, 이와 다르게 플러그헤드(21)를 절연성 재질로 만들고, 플러그(22)를 직접 또는 간접적으로 전선(26)에 연결할 수도 있음은 물론이다. In this embodiment, the
상기 캡(30)은 직육면체의 통 형태로 되어 상기 전도성 복합체(10) 및 접속부재(20)의 상측에 분리 가능하게 설치된다. 이 실시예에서 상기 캡(30)은 상기 전도성 복합체(10) 및 접속부재(20)의 상측에서 전도성 복합체(10) 및 접속부재(20)를 덮으면서 시멘트 모르타르층 내에 매설되는 캡본체(31)와, 상기 캡본체(31)의 상부면에 사람이 손으로 잡을 수 있게 형성된 손잡이(34)와, 상기 캡본체의 상부면을 덮는 덮개(32)를 포함한다. The
상기 캡본체(31)의 상부면에는 오목한 손잡이홈(33)이 형성되고, 상기 손잡이홈(33)에 사용자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이(34)가 설치된다. A
상기 덮개(32)는 상기 캡본체(31)의 상부면에 힌지축(32a)을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 캡본체(31)의 상부면을 가림으로써 상기 손잡이홈(33) 및 손잡이(34)로 인하여 바닥재가 울통불퉁해지는 것을 방지한다. The
상기 캡본체(31)의 하단부에는 상기 플러그(22)에 연결되는 전선(26)이 수용되는 전선가이드홈(35)이 상측으로 오목하게 형성된다. 따라서, 캡본체(31)가 접속부재(20)의 상부면에 안착되면 접속부재(20)의 전선연결부(23) 및 전선(26)이 전선가이드홈(35) 내측으로 삽입되면서 캡본체(31)가 기울어지지 않고 안정적으로 설치된다. A
상기 캡(30)은 본 발명의 바닥 난방장치를 바닥 슬래브(1) 상의 시멘트 모르타르층(2) 내에 매설하여 사용할 때 전도성 복합체(10)의 고장이나 오작동으로 발열 문제가 발생했을 때 캡(30)을 시멘트 모르타르층(2)에서 분리하여 접속부재(20)를 교체하거나 수리한 후 다시 캡(30)을 씌워서 사용할 수 있다. The
이 실시예에서는 전도성 복합체(10) 또는 접속부재(20)의 수리나 교체를 위해 캡(30)이 시멘트 모르타르층(2)에서 착탈 가능하게 구성되었으나, 도 4에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이 캡본체(31)를 시멘트 모르타르층(2)에서 분리하지 않고 캡본체(31) 상단부의 덮개(32)를 개폐하는 것만으로 전도성 복합체(10) 또는 접속부재(20)의 수리나 교체가 가능하게 할 수도 있을 것이다. In this embodiment, the
도 4에 도시된 바닥 난방장치의 캡(30)은 상부면과 하부면이 개방된 통 형태로 되어 상기 전도성 복합체(10) 및 접속부재(20)의 상측에서 시멘트 모르타르층(2) 내에 매설되는 캡본체(31)와, 상기 캡본체(31)의 개방된 상부면을 개폐하는 덮개(32)를 포함한다. 상기 덮개(32)는 힌지축(32a)을 중심으로 회전하면서 캡본체(31)의 상부면을 개폐한다. The
따라서 접속부재(20)의 수리나 교체가 필요할 경우, 캡본체(31)를 시멘트 모르타르층(2)에서 분리하지 않고 상기 덮개(32)를 회전시켜 캡(30)의 상부면을 개방하여 접속부재(20)를 수리하거나 교체하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다. Therefore, when repair or replacement of the connecting
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 바닥 난방장치는 도 5에 도시된 것과 같이 바닥 슬래브(1) 상의 시멘트 모르타르층(2)에 복수개가 소정의 간격으로 매설되어, 외부의 전원공급장치(미도시)에서 접속부재(20)에 전원이 인가되면 플러그(22) 및 전극(11)을 통해 전도성 복합체(10)에 전원이 인가되어 전도성 복합체(10)가 발열하여 바닥을 난방한다. As shown in FIG. 5, a floor heating apparatus of the present invention having the above-described structure is formed by laminating a plurality of cement mortar layers 2 on a
이 때, 바닥 슬래브(1) 상의 시멘트 모르타르층(2)에 단열재(50)를 설치하여 복수의 전도성 복합체(10)를 영역별로 구획함으로써 바닥을 부분적으로 난방할 수 있다. 예를 들어 거실에 설치된 복수의 전도성 복합체(10)와 안방, 주방 등에 설치된 복수의 전도성 복합체(10)들을 단열재(50)로 구획함으로써 거실에 설치된 전도성 복합체(10)의 열이 안방으로는 전달되지 않게 하거나, 그 반대로도 제어가 가능하다. At this time, it is possible to partially heat the floor by disposing the
도 6은 상기한 바와 같이 단열재(50)에 의해 복수의 영역으로 분할된 각 난방 구역의 전도성 복합체(10)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤패널을 나타낸 것으로, 상기 컨트롤패널(60)은 각각의 분할된 영역(예를 들어, 거실, 방 A, 방 B, 주방)의 온도를 제어하는 복수의 온도조절레버(61)와 전원차단레버(62), 각각의 온도조절레버(61)에 의해 제어되는 온도를 표시하는 복수의 온도표시창(63) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 6 shows a control panel for controlling the operation of the conductive composite 10 in each heating zone divided into a plurality of zones by the
이와 같이 본 발명의 바닥 난방장치는 발열체인 전도성 복합체(10)가 복수로 분할되어 개별적인 발열 제어가 가능하므로 영역 별로 부분 난방이 매우 용이한 이점이 있다. As described above, in the floor heating apparatus of the present invention, since the conductive
도 7은 본 발명의 전도성 복합체(10)를 바닥에 시공하였을 때 나타나는 발열 현상을 유한요소해석 프로그램(Abaqus)를 이용하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그림으로, 2.5㎝ × 2.5㎝ 크기의 전도성 복합체(10) 9개를 1.8m × 1.8m 크기에 일정한 간격으로 배열하고, 초기 온도 8℃ 에서 1.67W 전력으로 20분 동안 발열시킨 결과, 22~25℃까지 난방이 가능한 것으로 나타났다.7 is a graph showing a simulation result of a heating phenomenon when the conductive
상술한 본 발명의 바닥 난방장치는 다음과 같이 시공된다. The above-mentioned floor heating apparatus of the present invention is constructed as follows.
먼저 도 8에 도시한 것과 같이, 바닥 슬래브(1) 상에 상기 전도성 복합체(10)를 설치할 복합체 거푸집(71)과 단열재(50)를 설치할 단열재 거푸집(73)을 소정의 위치에 앵커볼트(74)와 같은 체결수단으로 고정되게 설치한다. 상기 복합체 거푸집(71) 및 캡 거푸집(72)은 각각 전도성 복합체(10) 및 캡(30)과 대응하는 형태를 갖는다. A
이어서 도 9에 도시한 것처럼 상기 슬래브(1) 상에 복합체 거푸집(71)의 상단 높이까지 시멘트 모르타르를 타설하고 진동 다짐한 후 양생한다. 그리고 상기 캡 거푸집(72)의 하단부에 형성된 구멍을 통해 전선배관(40)을 연결하고 전선배관(40) 내에 전선(26)을 설치한다.Then, as shown in FIG. 9, the cement mortar is poured on the
배선이 완료되면, 다시 시멘트 모르타르를 캡 거푸집(72)의 상단부까지 타설하고 진동 다짐한 후 양생하고, 양생이 완료되면 도 10에 도시한 것과 같이 모든 거푸집을 분리하여 제거한다. When the wiring is completed, the cement mortar is poured again up to the upper end of the
그리고, 상기 전선(26)에 접속부재(20)를 연결하고, 복합체 거푸집(71)이 제거된 공간에 전도성 복합체(10)를 매설하고, 전도성 복합체(10) 내의 전극(11)에 접속부재(20)의 플러그(22)를 삽입하고, 플러그헤드(21)를 체결수단(25)으로 전도성 복합체(10)의 상부면에 고정한다. The
그리고, 접속부재(20) 상측의 캡 거푸집(72)이 제거된 공간에 캡(30)을 삽입하고, 단열재 거푸집(73)이 제거된 공간에 단열재(50)를 설치하면 바닥 난방장치의 시공이 완료되고, 시멘트 모르타르층(2)의 상부면에 장판 등의 바닥재를 시공하여 마무리한다. When the
한편 사용 중 접속부재(20)의 고장이나 파손, 오작동으로 인하여 전도성 복합체(10)의 발열 문제가 발생하면, 도 3에 도시한 것과 같이 캡(30)의 덮개(32)를 열고 손잡이(34)를 잡아서 캡(30)을 시멘트 모르타르층(2)에서 분리하여 접속부재(20)를 교체 또는 수리하거나, 도 4에 도시한 것과 같이 캡(30)의 덮개(32)를 열고 접속부재(20) 또는 전도성 복합체(10)를 교체 또는 수리하여 사용할 수 있으므로 전체 발열체를 교체하거나 바닥 온돌층을 재시공할 필요가 없으므로 유지관리도 용이한 이점이 있다. 3, when the
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.
1 : 슬래브 2 : 시멘트 모르타르층
10 : 전도성 복합체 11 : 전극
20 : 접속부재 21 : 플러그헤드
22 : 플러그 23 : 전선연결부
25 : 체결수단 26 : 전선
30 : 캡 31 : 캡본체
32 : 덮개 34 : 손잡이
40 : 전선배관 50 : 단열재
60 : 컨트롤패널 71 : 복합체 거푸집
72 : 캡 거푸집 73 : 단열재 거푸집1: Slab 2: Cement mortar layer
10: conductive composite 11: electrode
20: connecting member 21: plug head
22: plug 23:
25: fastening means 26:
30: cap 31: cap body
32: cover 34: handle
40: electric line piping 50: insulation
60: Control panel 71: Composite formwork
72: Cap Form 73: Insulation Formwork
Claims (10)
(a) 바닥 슬래브의 상부면에 전도성 복합체와 대응하는 형태를 갖는 복합체 거푸집을 설치하는 단계;
(b) 바닥 슬래브에 복합체 거푸집이 매립되도록 시멘트 모르타르를 타설하여 양생하는 단계;
(c) 상기 시멘트 모르타르의 양생이 완료되면 상기 복합체 거푸집을 제거하는 단계;
(d) 상기 복합체 거푸집이 제거된 위치에 전도성 복합체를 매설하는 단계;
(e) 상기 전도성 복합체의 전극에 플러그를 삽입하고 접속부재를 결합시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 난방장치의 시공 방법.A conductive composite formed of a binder material and a carbon nano material in a block form and embedded in a cement mortar layer placed in the bottom slab; An electrode of a conductive material embedded in the conductive complex; And a connection member coupled to one side of the conductive composite body and having a plug connected to an external power supply unit and having a plug inserted in the electrode and electrically connected to the electrode,
(a) providing a composite die having a shape corresponding to the conductive composite on the top surface of the bottom slab;
(b) curing the cement mortar so that the composite formwork is embedded in the bottom slab;
(c) removing the composite mold when curing of the cement mortar is completed;
(d) burying the conductive composite at a location where the composite mold is removed;
(e) inserting a plug into the electrode of the conductive composite and engaging a connecting member;
Wherein the bottom heating apparatus comprises:
[7] The method of claim 7, wherein the step of inserting the plurality of conductive complexes comprises the step of inserting a heat insulating material to surround the plurality of conductive complexes when performing the step (a), and after the step (e) Wherein the heat insulating material is buried.
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KR101927333B1 (en) | 2017-09-28 | 2018-12-10 | 한국과학기술원 | Floor Heating Structure Using Conductive Composite And Method for Constructing the Same |
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