KR102086825B1 - 온수 난방패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수 난방패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온수가 흐르는 호스의 지지력을 높이고 온수로부터 발생되는 열의 손실을 최소화시킬 수 있어 난방효율이 우수한 온수 난방패널에 관한 것이다.
본 발명의 온수 난방패널은 다수의 돌출부들이 일정간격으로 형성된 베이스부와, 베이스부에 설치되어 상기 돌출부들 사이에 위치하는 온수호스와, 돌출부들 사이에 위치하도록 상기 베이스부에 형성되어 상기 온수호스를 지지하는 지지부들과, 베이스부의 상부에 설치되어 상기 온수호스에서 발생되는 열을 전달받는 방열판과, 방열판의 상부에 설치되는 마감시트를 구비한다.

Description

온수 난방패널{hot-water heating panel}

본 발명은 온수 난방패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온수가 흐르는 호스의 지지력을 높이고 온수로부터 발생되는 열의 손실을 최소화시킬 수 있어 난방효율이 우수한 온수 난방패널에 관한 것이다.

일반적으로 주거용 건축물의 바닥난방은 콘크리트슬라브와 여러개의 칸막이벽의 공간으로 구획되고, 이 공간은 사용자의 편의와 외부의 온도환경에 따라 실내공간으로서 적절한 온도가 유지되도록 하기 위한 방법으로 바닥난방시스템이 시공된다.

일반적으로 공동주택의 바닥난방시스템은 국토교통부에서 규정하는 표준바닥구조의 벽식구조로서 습식난방공법을 채택하고 있다. 이 공법은 일정한 두께 이상의 콘크리트슬라브 위에 단열완충재를 깔고, 그 위에 경량기포콘크리트를 타설하여 양생한 후 다시 그 위에 온수배관과 시멘트모르타르로 마감하는 공법이다.

이 공법은 외부에 설치된 보일러의 열교환기를 통과하면서 가열된 온수가 난방배관을 통하여 난방실로 공급되면서 발산되는 열이 바닥면을 가열하게 됨으로서 난방이 이루어지게 된다.

이 방식은 시공의 편리성과 함께 바닥을 통한 복사난방방식을 채택하기 때문에 고온의 복사열을 인체로 방출할 수 있어 다른 난방방식보다 피부로 느끼는 쾌적성이 우수하여 전통적으로도 오랫동안 널리 사용되어 왔다.

그러나 이 공법은 콘크리트슬라브 위에 다시 경량기포콘크리트를 타설해야 하므로 건축구조체가 갖는 하중부담이 크고, 온수배관시 구부림과 고정작업을 병행하므로 시공이 번잡하고 배관 높이도 균일하게 유지가 어렵다. 또 이 공법은 축열층에 해당하는 경량기포콘크리트를 타설해야 함으로 일정한 경화기간을 필요로 하며 이로 인해 작업공정이 길어지고 공사비가 증대된다. 또한 온수배관 후 시공되는 모르타르의 두께가 균등하지 않아 난방균등화가 어려우며 미장균열로 인해 빈번한 난방하자가 발생된다.

이와 같이 기존기술의 습식난방공법은 콘크리트타설과 양생 및 난방 배관의 복잡성 때문에 전체공정에 미치는 영향이 커서 이를 보완할 수 있는 새로운 공법기술이 필요하다. 특히 기존기술의 대부분은 경량기포콘크리트를 축열층으로 사용하기 때문에 난방가동시 예열시간이 길어 실내에 거주자가 없는 경우에도 미리 난방가동을 해야 하므로 전체적으로 누적되는 에너지소비량이 크다.

이와 같이 기존기술의 문제점을 해결하기 위하여 보다 시공이 간편하고 공정이 단축시킬 수 있는 난방패널이 최근에 시공되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0108356호에는 축열식 온수난방패널을 이용한 바닥온수난방시스템에 개시되어 있다.

상기 온수난방패널은 일정간격으로 배치된 원형돌출부들 사이로 온수배관을 설치하여 시공이 간편하다는 장점은 있으나 원형돌출부들 사이의 간격이 온수배관의 직경보다 훨씬 더 커서 온수배관의 고정이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 온수배관에서 발생된 열의 일부가 난방패널의 하부로 전달되어 열의 손실이 크므로 난방효과가 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0108356: 축열식 온수난방패널을 이용한 바닥온수난방시스템

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 온수가 흐르는 호스의 지지력을 높이고 온수로부터 발생되는 열의 손실을 최소화시킬 수 있어 난방효율이 우수한 온수 난방패널을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온수 난방패널은 다수의 돌출부들이 일정간격으로 형성된 베이스부와; 상기 베이스부에 설치되어 상기 돌출부들 사이에 위치하는 온수호스와; 상기 돌출부들 사이에 위치하도록 상기 베이스부에 형성되어 상기 온수호스를 지지하는 지지부들과; 상기 베이스부의 상부에 설치되어 상기 온수호스에서 발생되는 열을 전달받는 방열판과; 상기 방열판의 상부에 설치되는 마감시트;를 구비하고, 상기 지지부에는 상기 온수호스가 통과하는 십자 형상의 통로가 형성된다.

상기 지지부는 상기 통로를 사이에 두고 마주하도록 배치된 부채꼴 형상의 지지턱들로 구비된다.

상기 온수호스는 단면이 사각으로 형성되고, 상기 통로는 하부가 넓고 상부가 좁게 형성될 수 있도록 상기 지지턱들은 서로 마주하는 방향의 측면이 하부로 갈수록 점차 멀어지게 경사진다.

상기 베이스부는 상기 온수호스와 접촉되며 상기 온스호스로부터 발생된 열을 상기 방열판으로 반사시키기 위한 열반사시트와, 상기 열반사시트의 하부에 결합되어 전도에 의해 상기 열반사시트로부터 열이 전달되는 것을 막기 위한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 결합되며 발포수지로 형성되는 몸체와, 상기 단열판에 일정 간격으로 형성된 그루브에 설치되며 물유리로 형성된 열전도차단밴드를 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 온수가 흐르는 호스의 지지력을 높일 수 있으며, 온수로부터 발생되는 열의 손실을 최소화시킬 수 있어 난방효율이 우수한 온수 난방패널을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 온수난방패널의 분리 사시도이고,.
도 2는 도 1의 단면도이고,
도 3은 도 1에 온수 호스가 배치된 다른 모습을 나타낸 평면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 온수난방패널의 요부를 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 온수난방패널의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 온수난방패널의 요부를 발췌한 사시도이고,
도 7은 도 8에 호스가 설치된 모습을 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 온수난방패널에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 온수난방패널은 다수의 돌출부들(11)이 일정간격으로 형성된 베이스부(10)와, 베이스부(10)에 설치되어 돌출부들(11) 사이에 위치하는 온수호스(5)와, 돌출부들(11) 사이에 위치하도록 베이스부(10)에 형성되어 온수호스(5)를 지지하는 지지부들(15)과, 베이스부(10)의 상부에 설치되어 온수호스(5)에서 발생되는 열을 전달받는 방열판(20)과, 방열판(20)의 상부에 설치되는 마감시트(30)를 구비한다.

베이스부(10)는 건물의 실내 바닥에 설치된다. 가령 거실이나 방 등의 주거공간의 바닥을 형성하는 콘크리트슬라브 위에 설치될 수 있다. 베이스부(10)는 접착제를 이용하여 실내 바닥에 고정시킬 수 있다.

베이스부(10)는 완충과 단열이 가능한 소재로 형성될 수 있다. 가령, 발포수지로 형성될 수 있다. 발포수지로 발포폴리프로필렌(EPP)를 이용할 수 있다.

돌출부(11)는 베이스부(10)의 상부에 일정간격으로 다수가 형성된다. 돌출부(11)는 베이스부910)와 일체로 형성되거나 별도로 제작되어 베이스부(10)의 상부에 결합될 수 있다.

도시된 예에서 돌출부(11)는 원형으로 형성되어 있으나 이와 달리 사각형으로 형성될 수도 있다.

돌출부(11)는 종 및 횡 방향으로 정렬되어 규칙적으로 배치된다. 온수가 흐르는 온수호스(5)는 돌출부들(11) 사이에 위치하므로 온수호스(11)가 눌리는 것을 방지할 수 있다.

온수호스(11)는 돌출부들(11) 사이에 위치시켜 다양한 패턴으로 설치할 수 있다. 가령, 도 1과 같이 정형화된 지그재그 패턴으로 설치하거나 도 3과 같이 비정형화된 패턴으로 설치할 수 있다.

온수호스(11)는 플렉시블한 합성수지 소재로 형성된다. 온수호스(11)는 보일러의 배관과 연결된다. 보일러에서 가열된 물은 온스호스(11)를 따라 이동하여 순환하면서 열을 방출한다.

지지부(15)는 돌출부들(11) 사이에 위치한다. 가령, 4개의 돌출부들(11) 사이의 중앙에 지지부(15)가 하나씩 위치한다. 지지부(15)는 베이스부(10)와 일체로 형성되거나 별도로 제작되어 베이스부(10)의 상부에 결합될 수 있다.

각 지지부(15)는 4개의 지지턱들(17)로 이루어진다. 각 지지턱들(17)은 중심각이 90°인 부채꼴 형상으로 이루어진다. 4개의 지지턱들(17)은 서로 마주하도록 배치된다. 인접하는 지지턱들(17)은 이격된다. 지지턱들(17) 사이의 공간이 온수호스(5)가 지나는 통로(19)이다. 지지턱들(17) 사이의 간격이 온수호스(5)의 직경과 거의 동일하면 지지턱들(17) 사이에 온수호스(5)가 고정될 수 있다.

4개의 지지턱들(17)이 서로 이격되어 있으로 각 지지부(15)에는 십자 형상의 통로(19)가 형성된다. 십자 형상의 통로(19)를 따라 온수호스(15)는 전후 또는 좌우방향으로 통과할 수 있다.

방열판(20)은 베이스부(10)의 상부에 설치되어 돌출부들(11) 위에 결합된다. 방열판(20)은 접착제에 의해 베이스부(10)에 결합될 수 있다. 방열판(20)은 온수호스(5)로부터 열을 전달받아 실내공간으로 열을 방출하는 역할을 한다. 방열판(20)은 열전도율이 우수한 금속소재로 형성된다. 가령, 방열판(20)은 동판으로 이루어질 수 있다.

마감시트(30)는 방열판(20)의 상부에 설치된다. 마감시트(30)는 통상적인 장판이나 데코타일 등을 이용할 수 있다. 마감시트(30)는 접착제에 의해 방열판(11)에 결합될 수 있다.

본 발명의 다른 예에 따른 온수난방패널을 도 4에 도시하고 있다. 도시된 온수난방패널의 베이스부는 다층구조로 이루어진다.

도 5를 참조하면, 베이스부(40)는 온수호스(5)와 접촉되며 온스호스(5)로부터 발생된 열을 방열판(20)으로 반사시키기 위한 열반사시트(41)와, 열반사시트(41)의 하부에 결합되어 전도에 의해 열반사시트(41)로부터 열이 전달되는 것을 막기 위한 단열판(43)과, 단열판(43)의 하부에 결합되며 발포수지로 형성되는 몸체(47)와, 단열판(43)에 일정 간격으로 형성된 그루브(44)에 마련되며 물유리로 형성된 열전도차단밴드(45)를 구비한다.

온수호스(5)에서 발생된 열은 주로 복사와 전도에 의해 주위로 전달된다. 난방효율을 높이기 위해서는 온수호스(5)에서 발생된 열이 아래로 전달되는 것을 최소화시킬 필요가 있다. 이를 위해 본 발명은 복사에 의한 열전달을 1차로 차단하고, 전도에 의한 열전달을 2차로 차단하기 위해 베이스부(40)의 상부에 열반사시트(41)와 단열판(43)을 적층시킨 구조를 갖는다.

온수호스(5)의 하부와 접촉하는 열반사시트(41)는 온수호스(5)로부터 발생된 열을 반사시켜 방열판(20)으로 열을 유도하기 위함이다. 이러한 열반사시트(41)는 복사에 의해 열이 몸체(47)로 전달되는 것을 막으므로 난방효율을 높일 수 있다.

열반사시트(41)로 높은 반사도를 갖는 고광택 금속소재로 만들어진 박판을 이용하거나 합성수지필름의 표면에 열반사물질을 코팅한 것을 이용할 수 있다. 열반사물질로 공지된 다양한 물질을 이용할 수 있다.

열반사시트(41)의 하부에는 단열판(43)이 설치된다. 열반사시트(41)는 복사에 의한 열을 차단할 수 있지만 온수호스(5)와 직접 접촉되어 있으므로 전도에 의한 열전달을 차단하기 어렵다. 따라서 열반사시트(41)의 하부에 단열판(43)을 설치하여 전도에 의해 열반사시트(41)로부터 열이 전달되는 것을 막는다.

단열판(43)은 통상적인 단열재로 형성된다. 단열재로 열전도율이 낮은 목재나 세라믹 등을 이용할 수 있다.

단열판(43)의 열차단 효과를 높이기 위해 단열판(43)에는 열전도차단밴드(45)가 설치된다.

단열판(43)에 일정 간격으로 다수의 그루브(44)가 형성된다. 그루브(44)는 단열판(43)의 길이방향을 일측에서 타측으로 길게 형성된다. 그루브(44)는 다수가 일정 간격으로 나란하게 형성된다.

그루브(44)에 열전도차단밴드(45)가 설치된다. 이러한 열전도차단밴드(45)는 전도에 의한 열의 수평적 이동을 차단시키는 효과를 갖는다. 열전도차단밴드(45)의 소재로 물유리를 이용할 수 있다. 가령, 이산화규소의 함량이 30 내지 40중량%이고 점도가 600CP(20℃)인 물유리를 이용할 수 있다.

물유리를 이용하여 그루브(44)에 열전도차단밴드(45)를 형성하기 위한 방법의 일 예로, 액상의 물유리를 그루브(44)의 내부에 채운 후 열을 가해 물유리(45)를 경화시켜 형성할 수 있다. 물유리는 비용이 매우 저렴한 소재라는 점에서 열전도율이 낮은 다른 소재에 비해 비용면에서 유리하다. 또한, 그루브(44)의 형태가 복잡하더라도 열전도차단밴드(45)의 형성이 매우 용이하다.

한편, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 단면이 사각인 온수호스(7)를 이용할 수 있다.

단면이 원형이 온수호스의 경우 방열판과 접촉하는 면적이 매우 작아 전도에 의한 열전달이 비효율적이다. 하지만, 도시된 바와 같이 단면이 사각인 온수호스(7)의 경우 한 면이 모두 방열판(20)과 접촉하므로 방열판과(20)의 접촉면적이 크게 향상된다. 이에 따라 전도에 의한 열전달효과를 높일 수 있다.

그리고 단면이 사각인 온수호스를 이용할 경우 온수호스가 굽어지는 부위에서 들뜸 현상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 통로는 더브테일 형상의 홈으로 이루어질 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 지지부를 구성하는 지지턱들(50) 사이에 마련된 통로(53)는 하부가 넓고 상부가 좁은 더브테일 형상으로 이루어진다. 이러한 모양의 통로(53)를 형성하기 위해 지지턱들(50)은 서로 마주하는 방향의 측면(51)이 하부로 갈수록 점차 멀어지게 경사진다.

통로(51)의 최상부는 온수호스(7)의 너비보다 더 좁고, 최하부는 온수호스(7)의 너비보다 더 넓다. 따라서 도 7과 같이 온수호스(7)는 지지턱들(50) 사이에 끼워지므로 온수호스(7)가 베이스부(10)의 상면에서 뜨는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

이상, 살펴본 바와 같은 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

5: 온수호스 10: 베이스부
11: 돌출부 15: 지지부
17: 지지턱 19: 통로
20: 방열판 30: 마감부재

Claims (4)

1. 원형 또는 사각의 다수의 돌출부들이 일정간격으로 형성된 베이스부와;
   상기 베이스부에 설치되어 상기 돌출부들 사이에 위치하는 온수호스와;
   상기 돌출부들 사이에 위치하도록 상기 베이스부에 형성되어 상기 온수호스를 지지하는 지지부들과;
   상기 베이스부의 상부에 설치되어 상기 돌출부들의 상부에 결합되며 상기 온수호스에서 발생되는 열을 전달받는 방열판과;
   상기 방열판의 상부에 설치되는 마감시트;를 구비하고,
   상기 지지부에는 상기 온수호스가 통과하는 십자 형상의 통로가 형성되며,
   상기 베이스부는 상기 온수호스의 하부와 접촉되며 상기 온수호스로부터 발생된 열을 상기 방열판으로 반사시켜 복사에 의해 열이 하부로 전달되는 것을 차단하기 위한 열반사시트와, 상기 열반사시트의 하부에 결합되어 전도에 의해 상기 열반사시트로부터 열이 전달되는 것을 막기 위한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 결합되며 발포수지로 형성되는 몸체와, 상기 단열판에 일정 간격으로 다수가 나란하게 형성되며 상기 단열판의 길이방향을 따라 길게 형성된 그루브와, 이산화규소 함량이 30 내지 40중량%이고 점도가 600CP(20℃)인 액상의 물유리를 상기 그루브에 채운 후 열을 가해 경화시켜 형성하며 전도에 의한 열의 수평이동을 차단시키는 열전도차단밴드를 구비하는 것을 특징으로 하는 온수 난방패널.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지지부는 상기 통로를 사이에 두고 마주하도록 배치된 부채꼴 형상의 지지턱들로 구비된 것을 특징으로 하는 온수 난방패널.
3. 제 2항에 있어서, 상기 온수호스는 단면이 사각으로 형성되고,
   상기 통로는 하부가 넓고 상부가 좁게 형성될 수 있도록 상기 지지턱들은 서로 마주하는 방향의 측면이 하부로 갈수록 점차 멀어지게 경사진 것을 특징으로 하는 온수 난방패널.
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