KR102663991B1 - 히트파이프를 내장한 바닥난방구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 층간소음을 줄일 수 있고 단열이 가능한 판형상의 발포수지로 이루어지는 바닥패널과 그 위에 얹혀서 지탱되는 히트파이프를 구비하는 히트바와, 상기 히트바 위에 얹혀서 히트바의 열을 실내로 방출하기 위한 금속판으로 이루어지되, 상기 바닥패널은 적어도 두 개이상의 바닥패널이 쌍을 이루어 히트바를 지탱할 수 있도록 하고, 상기 쌍을 이루는 바닥패널의 일측에는 서로 맞댔을 때 히트바를 삽입할 수 있는 히트바 안착홈이 형성될 수 있도록 하며, 상기 히트바 안착홈으로 부터 히트바 안착홈의 길이방향으로 연장되어 히터가 내장될 수 있도록 하기 위한 히터내장홈이 형성되고, 상기 히터내장홈은 히트바의 길이방향에 대해 직각방향으로 형성되는 전선내장홈과 연통되도록 하되, 상기 히트바 안착홈의 일측에는 온도센서 내장홈이 소정간격 이격되어 형성되도록 하고, 상기 온도센서 내장홈은 전선내장홈과 연통되도록 형성하여, 상기 히트바 안착홈에 삽입되는 히트바와 온도센서 내장홈에 내장되는 온도센서가 전선내장홈을 지나는 전선에 각각 연결되도록 하고, 상기 히트바 위에는 히트바의 상부면과 방열날개에 저면이 밀착되어 열을 확산하기 위한 금속판으로 구성되는 히트파이프를 내장한 바닥난방구조을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 히터와 히트파이프를 열원으로 사용하므로 누수 및 고장의 우려가 거의 없고, 매우 작은 크기의 전기 히터를 이용해 열전도율이 매우 우수한 히트파이프로 통해서 난방을 하므로 에너지를 절약할 수 있으면서 친환경적인 난방제공이 가능하고, 발포재질의 바닥패널과 히트바와 같은 금속재질 사이에는 마찰이 발생하게 되면 시끄럽고 듣기 싫은 소음이 발생하게 되는데 다수개의 지지돌기에 의해 히트바의 양측면을 지지하게 함으로써 이를 최소화하도록 하였고, 동시에 다수개의 지지돌기 사이에 형성되는 공간에 의해 히트바의 단열효율을 좋게 하고 히트바의 열에 의한 바닥패널의 변형도 최소화할 수 있는 유용한 발명이다.

Description

히트파이프를 내장한 바닥난방구조{Ondol construction with heatpipes}

본 발명은 히트파이프를 내장한 바닥난방구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 온수관을 이용하는 바닥난방이 갖는 문제점을 해결하기 위한 히트파이프를 내장한 바닥난방구조에 관한 것이다.

일반적으로, 온돌 난방구조라 함은 화목 등을 태워 열을 발생시키고 이처럼 발생한 열기가 방바닥을 지나도록 함으로써 데우진 방바닥에 의해 열의 전도 및 복사열, 실내의 공기를 대류시켜 방 전체를 데우는 방식의 난방구조이다.

온돌은 친환경이어서 해외에서도 많은 관심을 받고 있는데, 현재 서양에서 주로 사용하고 있는 대류식 난방은 매질이 공기인지라 열기가 금방 사라지는 단점을 갖는다. 따라서 한국에서는 온돌방식의 난방구조를 개선하여 방바닥에 발포합성수지재질의 바닥패널을 깔고 그 위에 온수배관을 배열하여 난방을 하도록 하는 온수보일러를 이용한 온수바닥패널방식의 난방이 최근 시공의 편리성 등으로 인해 널리 보급되고 있다.

그러나 상기한 온수배관을 이용하는 난방방식은 매질이 물이어서 열기가 공기보다는 오래가지만 돌이나 금속과 같은 고체 매질보다는 열 지속성이 좋지 못하다는 단점을 갖는다. 또한 이는 물을 가열매체로 사용하므로 온수관의 파손시 물이 누수되어 아래층에 피해를 입히기도 하는 등의 문제와 잦은 고장, 부피가 큰 전기보일러를 실내에 설치하여야 하므로 공간적인 활용에 있어 다양한 문제를 갖는다.

또한 온수배관은 합성수지를 재질로 제조되고 단면이 원형이어서 온수배관 위에 방열수단으로 금속판을 깐다고 하더라도 결국 온수배관과 접하는 금속판의 저면의 면적은 매우 한정적이고 온수배관 자체가 단열성질을 갖는 재질로 제조되는 구조여서 이는 열전달에 있어 필연적으로 열손실을 감수할 수 밖에 없는 단점을 갖는다.

또 온수배관을 이용해 바닥난방을 하는 경우는 바닥전체에 온수배관을 배열하기 때문에 바닥전체를 데우는 열량이 필요하게 된다. 예를 들어 10평의 공간에 단 2명의 사람만 있다하더라도 10평을 다 데워야하기 때문에 불필요한 난방에너지 손실이 생긴다.

또한 온수보일러 방식은 물을 가열시켜 전기 모터로 순환시켜야 하기 때문에 모터가 회전시 발생하는 소음이 발생하는 단점과, 온수배관이 막히거나 고장이 난다면 바닥전체를 뜯어서 재시공 해야 하는 단점을 갖는다.

[선행기술문헌]

1. 국내 등록특허 : 제10-0955360호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 온수배관을 이용하는 난방방식이 갖는 단점을 해결하기 위해 가열 매질을 고체로 사용함으로써 열이 보다 오래 지속될 수 있도록 하고, 방열수단으로 사용되는 금속판과의 접촉면을 넓혀 열 전도를 좋게 하면서도 고장의 우려가 거의 없으며, 물의 누수 등을 고민할 필요가 없고, 매우 작은 크기의 히터를 통해서도 매질을 가열할 수 있게 되어 설치가 용이하고 효율적인 난방이 가능한 구조를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 층간소음을 줄일 수 있고 단열이 가능한 판형상의 발포수지로 이루어지는 바닥패널과 그 위에 얹혀서 지탱되는 히트파이프를 구비하는 히트바와, 상기 히트바 위에 얹혀서 히트바의 열을 실내로 방출하기 위한 금속판으로 이루어지되, 상기 바닥패널은 적어도 두 개이상의 바닥패널이 쌍을 이루어 히트바를 지탱할 수 있도록 하고, 상기 쌍을 이루는 바닥패널의 일측에는 서로 맞댔을 때 히트바를 삽입할 수 있는 히트바 안착홈이 형성될 수 있도록 하며, 상기 히트바 안착홈으로 부터 히트바 안착홈의 길이방향으로 연장되어 히터가 내장될 수 있도록 하기 위한 히터내장홈이 형성되고, 상기 히터내장홈은 히트바의 길이방향에 대해 직각방향으로 형성되는 전선내장홈과 연통되도록 하되, 상기 히트바 안착홈의 일측에는 온도센서 내장홈이 소정간격 이격되어 형성되도록 하고, 상기 온도센서 내장홈은 전선내장홈과 연통되도록 형성하여 상기 히트바 안착홈에 삽입되는 히트바와 온도센서 내장홈에 내장되는 온도센서가 전선내장홈을 지나는 전선에 각각 연결되도록 하고, 상기 히트바 위에는 히트바의 상부면과 방열날개에 저면이 밀착되어 열을 확산하기 위한 금속판으로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 히트바의 양측에는 방열날개를 형성하되, 상기 방열날개는 바닥패널의 히트바 안착홈 가장자리 양측에 상기 방열날개 거치홈에 얹혀지고, 히트바의 양측면은 다수개의 지지돌기로 지탱되도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 온도센서 내장홈은 서로 인접한 히트바 안착홈의 중간에 형성되고, 상기 온도센서 내장홈과 히트바 안착홈 사이에는 전선과 히터, 온도센서를 연결하기 위한 커넥터 내장홈이 형성되되 상기 커넥터 내장홈은 전선내장홈과 연통되도록 형성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 가열수단으로 히터와 히트파이프를 구비하고 가열 매질은 황토를 사용하는 히트바를 사용함으로써 공기나 물보다 열이 오래 지속될 수 있도록 하고, 또 히트바 위에 열확산수단으로 금속판을 사용하되 히트바와 금속판의 접촉면을 최대한 넓히도록 함으로써 열전도율을 좋게 하면서 신속한 실내난방이 가능하도록 한다.

또 본 발명은 히터와 히트파이프를 열원으로 사용하므로 누수 및 고장의 우려가 거의 없고, 매우 작은 크기의 전기 히터를 이용해 열전도율이 매우 우수한 히트파이프로 통해서 난방을 하므로 에너지를 절약할 수 있으면서 친환경적인 난방제공이 가능하게 된다.

또한 본 발명은 발포재질의 바닥패널과 히트바와 같은 금속재질 사이에는 마찰이 발생하게 되면 시끄럽고 듣기 싫은 소음이 발생하게 되는데 다수개의 지지돌기에 의해 히트바의 양측면을 지지하게 함으로써 이를 최소화하도록 하였고, 동시에 다수개의 지지돌기 사이에 형성되는 공간에 의해 히트바의 단열효율을 좋게 하고 히트바의 열에 의한 바닥패널의 변형도 최소화할 수 있도록 한다.

또 본 발명은 DIY방식으로 설치가 가능하므로 전문자가 아니더라도 시공이 용이한 장점과 시공시간과 비용을 절감할 수 있는 장점과, 온돌 시공전문가가 부족한 해외에도 보급과 수출이 매우 용이한 난방구조를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 필요한 부분만 선택적으로 난방이 가능하게 되어 난방에너지를 효율적으로 활용이 가능하고, 온수배관의 경우 물 흐르는 소음이 발생하지만 본 발명의 경우는 전혀 소음이 발생하지 않으며, 전체 난방 구조가 모듈형태로 제작되어 필요한 부분만 교체가 가능한 매우 유용한 발명이다.

도 1은 종래 온수배관을 이용한 바닥난방구조의 참고도.
도 2는 본 발명 히트파이프를 내장한 바닥난방구조의 분리사시도.
도 3은 도 2의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 4는 도 3의 일부 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 히트파이프를 내장한 바닥난방구조에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 히트파이프를 내장한 바닥난방구조의 분리사시도이고, 도 3은 도 2의 결합상태를 보이기 위한 사시도이며, 도 4는 도 3의 일부 단면도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 히트파이프를 내장한 바닥난방구조는 층간소음을 줄일 수 있고 단열이 가능한 판형상의 발포수지로 이루어지는 바닥패널(110)과, 그 위에 얹혀서 지탱되는 히트파이프(122)를 구비하는 히트바(120)와, 상기 히트바(120) 위에 얹혀서 히트바(120)의 열을 실내로 방출하기 위한 금속판(130)으로 이루어진다. 이때 히트파이프(122)는 일측에 결합된 히터에 의해 열원을 공급받는다. 상기 히터에 의해 열이 히트파이프(122)에 공급되면 히트파이프(122) 내부의 매질은 기화되어 히트파이프(122)의 다른 쪽까지 가열된다.

상기 바닥패널(110)은 적어도 두 개이상의 바닥패널(110)이 쌍을 이루어 히트파이프(122)를 구비하는 히트바(120)를 지탱할 수 있도록 한다.

이때 상기 바닥패널(110)들은 각각의 측면에는 서로 대응되는 연결돌기(110a)와 연결홈(110b)이 형성되는데, 이들에 의해 각각의 바닥패널(110)들을 서로 퍼즐끼워 맞추듯이 결합할 수 있게 된다.

본 발명 바닥패널(110)은 서로 쌍을 이루어 히트바(120)를 실내의 바닥에 설치할 수 있도록 하는데, 서로 쌍을 이루는 바닥패널(110)은 서로 맞댔을 때 히트바(120)를 삽입할 수 있는 히트바 안착홈(111)이 각각 형성된다.

또한 각각의 바닥패널(110)에 형성된 히트바 안착홈(111)의 어느 일측방향으로는 히터(123)를 내장하기 위한 히터내장홈(112)이 형성되는데, 상기 히터내장홈(112)은 히트바 안착홈(111)으로 부터 길이방향으로 연장되어 형성된다.

상기 히터내장홈(112)은 히트바(120)의 길이방향에 대해 직각방향으로 형성되는 전선내장홈(113)과 연통되도록 하되, 상기 히트바 안착홈(111)의 일측에는 온도센서 내장홈(115)이 소정간격 이격되어 형성되도록 하고, 상기 온도센서 내장홈(115)은 전선내장홈(113)과 연통되도록 형성하여, 상기 히트바 안착홈(111)에 삽입되는 히트바(120)와 온도센서 내장홈(115)에 내장되는 온도센서(140)가 전선내장홈(113)을 지나는 전선(150)에 각각 연결되도록 한다.

상기 히트바(120) 위에는 히트바(120)의 상부면과 방열날개(121a)에 저면이 밀착되어 히터(123)의 열을 실내 내부로 확산하기 위한 금속판(130)이 얹혀진다.

이때 열확산을 보다 확산시키기 위해 상기 히트바(120)의 양측에는 방열날개(121a)를 형성함이 바람직하다.

상기 방열날개(121a)는 바닥패널(110)의 히트바 안착홈(111) 가장자리 양측에 상기 방열날개 거치홈(111a)에 얹혀지고, 히트바(120)의 양측면은 다수개의 지지돌기(111b)로 지탱되도록 구성되는데, 상기 지지돌기(111b)는 열전도를 위해 금속재질로 제작되는 히트바(120)와 발포재질의 바닥패널(110)의 접촉을 최소화하기 위해서이다.

즉 금속과 발포재질의 합성수지는 마찰이 발생하게 되면 시끄럽고 듣기 싫은 소음이 발생하게 되는데 히트바(120)와 바닥패널(110)이 면 대 면으로 밀착하게 되는 것을 방지하기 위해 본 발명은 다수개의 지지돌기(111b)에 의해 히트바(120)의 양측면을 지지하도록 한다.

또한 다수개의 지지돌기(111b) 사이에 형성되는 빈 공간에 채워진 공기층으로 인해 히트바(120)의 단열효율은 좋아지고 또 바닥패널(110)에 히트바(120)의 접촉면적이 최소화됨으로써 히트바(120)의 열에 의해 바닥패널(110)이 변형되는 것도 최소화할 수 있다.

본 발명에 있어 상기 온도센서 내장홈(115)은 서로 인접한 히트바 안착홈(111)의 중간에 형성됨이 바람직한데, 이는 어느 일측의 히트바(120)의 온도만 측정되는 것이 아니라 보다 평균적인 정확한 온도측정을 가능하게 하기 위해서이다.

상기 온도센서 내장홈(115)과 히트바 안착홈(111) 사이에는 전선(150)과 히터(123), 온도센서(140)를 연결하기 위한 커넥터 내장홈(114)이 형성되되 상기 커넥터 내장홈(114)에는 전선커넥터(160)가 내장되어 히터(123)와 온도센서(140), 전선(150)을 손쉽게 연결되도록 한다. 이때 커넥터 내장홈(114)은 전선(150)이 지나는 전선내장홈(113)과 연통되도록 형성된다.

상기 히트바(120)는 함체(121)와, 상기 함체(121) 내부에 채워지는 축열재(미도시)와, 상기 축열재 중간을 지나는 히트파이프(122)와, 상기 히트파이프(122)의 일단에 연결되는 히터(123)로 이루어진다. 이때 축열재로는 열 지속성과 원적외선 방출효과가 있는 황토분말은 물론, 세라믹, 마그네시아, 토르말린 등도 사용할 수 있음은 당연하다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

110: 바닥패널
120: 히트바(heat bar)
130: 금속판
140: 온도감지센서
150: 전선

Claims (3)

1. 층간소음을 줄일 수 있고 단열이 가능한 판형상의 발포수지로 이루어지는 바닥패널과 그 위에 얹혀서 지탱되는 히트파이프를 구비하는 히트바와, 상기 히트바 위에 얹혀서 히트바의 열을 실내로 방출하기 위한 금속판으로 이루어지는 바닥난방구조에 있어서,
   상기 바닥패널은 적어도 두 개이상의 바닥패널이 쌍을 이루어 히트바를 지탱할 수 있도록 하고,
   상기 쌍을 이루는 바닥패널의 일측에는 서로 맞댔을 때 히트바를 삽입할 수 있는 히트바 안착홈이 형성될 수 있도록 하며,
   상기 히트바 안착홈으로 부터 히트바 안착홈의 길이방향으로 연장되어 히터가 내장될 수 있도록 하기 위한 히터내장홈이 형성되고,
   상기 히터내장홈은 히트바의 길이방향에 대해 직각방향으로 형성되는 전선내장홈과 연통되도록 하되,
   상기 히트바 안착홈의 일측에는 온도센서 내장홈이 소정간격 이격되어 형성되도록 하고,
   상기 온도센서 내장홈은 전선내장홈과 연통되도록 형성하여 상기 히트바 안착홈에 삽입되는 히트바와 온도센서 내장홈에 내장되는 온도센서가 전선내장홈을 지나는 전선에 각각 연결되도록 하고,
   상기 히트바 위에는 히트바의 상부면과 방열날개에 저면이 밀착되어 열을 확산하기 위한 금속판으로 구성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 내장한 바닥난방구조.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 온도센서 내장홈은 서로 인접한 히트바 안착홈의 중간에 형성되고, 상기 온도센서 내장홈과 히트바 안착홈 사이에는 전선과 히터, 온도센서를 연결하기 위한 커넥터 내장홈이 형성되되 상기 커넥터 내장홈은 전선내장홈과 연통되도록 형성됨을 특징으로 하는 히트파이프를 내장한 바닥난방구조.