KR200306933Y1 - 전기온돌판넬 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단위규격상으로 성형제작되는 전기온돌판넬에 관한 것으로, 특히 가동과 동시에 전기온돌판넬의 상부에서 발열이 되며 빠른 난방효과를 발휘하고, 소비전력을 절감시키며, 소비전력의 절감에 따른 수전 및 설비량의 전체적인 감소효과도 얻을 수 있도록 하는 전기온돌판넬에 관한 것이다.

본 고안은 공급되는 전력에 의해 발열하는 발열체를 내설하며 일정 단위상의 콘크리트로 성형 제작되는 콘크리트판넬과, 상기 발열체로 전력을 공급하기 위해 콘크리트판넬의 저부에 설치되며 각각의 콘크리트판넬을 연결하는 연결코드와 커넥터로 이루어진 전기온돌판넬에 있어서, 전력을 공급받아 방열하며 콘크리트판넬의 중앙에 내설되는 하나의 발열체의 열을 콘크리트판넬의 상부로 빠르게 전달하여 빠른 난방효과를 가져오도록 발열체를 감싸며 콘크리트판넬의 내부에 내설되는 열전도수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면 가동과 동시에 전기온돌판넬의 상부에서 발열이 되며 빠른 난방효과를 발휘하고, 소비전력을 절감시키며, 상기 소비전력의 절감에 따른 수전 및 설비량의 전체적인 감소효과를 얻을 수 있다.

Description

전기온돌판넬{Electric Ondol Panel}

본 고안은 단위규격상으로 성형제작되는 전기온돌판넬에 관한 것으로, 특히 가동과 동시에 전기온돌판넬의 상부에서 발열이 되며 빠른 난방효과를 발휘하고, 소비전력을 절감시키며, 소비전력의 절감에 따른 수전 및 설비량의 전체적인 감소효과도 얻을 수 있도록 하는 전기온돌판넬에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 북반구에 위치한 한국, 중국지역은 겨울철의 보온을 위한 온돌문화가 널리 이용되고 있으며, 이러한 온돌구성은 인체에 매우 우호적이라는 연구결과에 따라 한국에서는 극히 선호하고 있는 것이다.

통상적으로 사용되는 전기온돌판넬은 단위상으로 성형 제작된 하나의 전기난방기기체로서, 이를 상세히 기술하면 다음과 같다.

즉, 도 1은 종래의 전기온돌판넬의 구조를 나타낸 단면도로서, 공급되는 전력에 의해 발열하는 발열체(41)와,

상기 발열체(41)를 동일간격으로 다수개 내설하며 일정 단위상의 콘크리트로 성형 제작되는 콘크리트판넬(1)과,

상기 발열체(41)로 전력을 공급하기 위해 콘크리트판넬(1)의 저부에 설치되며 각각의 콘크리트판넬(1)을 연결하는 연결코드(62)가 구비된 커넥터(61)로 이루어진다.

상기와 같은 전기온돌판넬(P)은 연결코드(62)와 커넥터(61)에 의해 전기가 공급되어 발열체(41)에서 열이 발생하면, 도 1의 화살표와 같이 발열체(41)의 사방으로 열이 전도되고, 상기의 열이 콘크리트판넬(1)의 상판으로 전도되면 드디어 발열체(41)의 열에 의해 난방이 시작되는 것이다.

도 1에서, 상기 발열체(41)는 콘크리트판넬(1)의 중앙 하부쪽에 다수개가 내설되어 있으므로 발열체(41)에서 열이 발생되면 발열체(41)의 주변이 열을 받으며 콘크리트판넬(1)의 내부에 먼저 축열을 시작하게 되고, 상기 축열이 진행되어 콘크리트판넬(1)의 상판까지 열이 전도되면 난방이 시작되어 사용자가 따뜻함을 느끼게 된다.

이와같은 전기온돌판넬(P)은, 전도와 축열 그리고 방열의 세가지 단위기능을 콘크리트판넬(1)의 단일소재 공간상에 동시적으로 적용하고 있는 문제점을 가지고 있다.

즉, 상기 콘크리트판넬(1)이 전도체이며 축열체인 동시에 방열체의 역할을 하고 있는 것으로 각기 다른 세가지의 기능과 성질이 서로 분리되지 않은 채 콘크리트판넬(1)에 동시 적용되어 있으므로 발열체(41)가 발열을 하게 되면, 우선적으로 콘크리트판넬(1)은 축열을 시작하게 되는 것이고, 축열이 진행되며 상판까지 열이 전도되려면 상당시간이 소요되므로 사용자는 가동시작 후 상당시간이 지난 후에 난방이 진행되며 따뜻함을 느끼게 되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기의 콘크리트판넬(1)은 콘크리트로 성형 제작되므로 발열체(41)에서 발열된 열을 전도하는 과정에서 전도성이 가져야 할 직진운동의 특성은 비교적 큰 전도의 단위저항성을 가진 콘크리트라는 소재의 특성과 상호 충돌하게 되고, 콘크리트 내에서 서로 완전한 결합상태를 유지하며 유기적으로 연결되어 있는 각 단위기능들간의 상호 연속적 순환운동의 상태로 변환됨으로서, 전도성은 정체, 지연현상을 보이게 되고 오히려 열은 콘크리트판넬(1)의 내부에 잠복되고 축열화하는 현상을 초래하게 되는 불리한 구조적 문제점을 가지게 된다.

따라서, 사용자가 가동을 시작한 후 일정시간이 지나야지만 따뜻함을 느낄 수 있지만, 콘크리트판넬(1)에 축열이 진행되며 상판까지 열이 전도되는 그 일정시간내에 사용자가 급히 외출을 하게 되어 가동을 정지하게 되면 사용자는 따뜻함을 전혀 느낄 수 없었음은 물론 이때까지 공급된 전력은 그대로 손실로 이어지고 콘크리트판넬(1)에 축열된 열 또한 그대로 손실로 이어지는 문제점이 발생하게 된다.

그리고, 사용자가 짧은 시간만 난방을 하려할 때에도 콘크리트판넬(1)에서 일정시간 축열 후 방열이 이루어지므로 짧은 시간만 난방을 하기가 매우 불편하게 되는 문제점도 발생하게 된다.

또한, 상기 콘크리트라는 열전도성이 비교적 낮은 전도수단의 조건에 의해 상대적으로 높은 열량의 전력이 필요하게 되고, 별도의 효과적인 열전도 수단이 없으므로 발열체(41)는 구조체내의 각각의 단위공간들에 최대한 근접하여 발열해야하고, 이를 위해 일정 발열량을 가진 발열체(41)를 단위 공간상에 일정한 간격으로 분산 배치해야 함으로서, 필요이상의 과다한 전력을 공급, 소비하게 되는 문제점도발생하게 된다.

따라서, 상기와 같은 문제점등을 해결 보완하기 위하여 본 고안은 발열체에서 발열된 열을 콘크리트판넬의 상부로 빠르게 전달하는 열전도수단을 콘크리트판넬에 내설함으로서, 가동과 동시에 콘크리트판넬의 상부에서 발열이 되며 빠른 난방효과를 발휘하고, 소비전력을 절감시키며, 소비전력의 절감에 따른 수전 및 설비량의 전체적인 감소효과도 얻을 수 있도록 하는 전기온돌판넬을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전기온돌판넬의 단면도

도 2는 본 고안 전기온돌판넬의 분해사시도

도 3은 본 고안 전기온돌판넬의 평면도

도 4는 도 3의 A - A' 선 단면도

도 5는 도 3의 B - B' 선 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

P - 전기온돌판넬 1 - 콘크리트판넬

11 - 통공 12 - 모따기면

20 - 열전도수단 21 - 전도판

22 - 방열판 23 - 축열판

24 - 통공

31 - 절연물 41 - 발열체

51- 높이조절구 52 - 고정암나사

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위하여 안출한 것으로, 공급되는 전력에 의해 발열하는 발열체를 내설하며 일정 단위상의 콘크리트로 성형 제작되는 콘크리트판넬과, 상기 발열체로 전력을 공급하기 위해 콘크리트판넬의 저부에 설치되며 각각의 콘크리트판넬을 연결하는 연결코드와 커넥터로 이루어진 전기온돌판넬에 있어서, 전력을 공급받아 방열하며 콘크리트판넬의 중앙에 내설되는 하나의 발열체의 열을 콘크리트판넬의 상부로 빠르게 전달하여 빠른 난방효과를 가져오도록 발열체를 감싸며 콘크리트판넬의 내부에 내설되는 열전도수단을 구비한 것이 특징이다.

이하, 첨부된 도면에 의해서 보다 구체적으로 설명하면, 도 2는 본 고안 전기온돌판넬의 구성을 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 고안 전기온돌판넬의 평면도이며, 도 4는 본 고안 전기온돌판넬에 관통되며 형성된 통공의 형상을 나타내는 도 3의 A - A' 선 단면도로서, 상기 열전도수단(20)은 발열체(41)를 감싸며 수직으로 돌출되어 발열체(41)의 열을 상부로 전달하는 전도판(21)과, 상기 전도판(21)과 접촉되어 전도판(21)으로부터 공급받은 열을 콘크리트판넬(1)의 상부에서 빠르게 방열하도록 콘크리트판넬(1)의 면적보다 작게 형성되고 콘크리트판넬(1)의 상부에 가깝게 내설되는 방열판(22)과, 상기 방열판(22)의 양측 끝단으로부터 하향 절곡된 후 다시 내측으로 절곡되어 방열판(22)에서 공급받은 열을 콘크리트판넬(1)의 내부에 축열시키는 축열판(23)으로 이루어진다.

또한, 상기 발열체(41)에서 방열된 열이 손실없이 방열판(22)으로 전달되어 방열판(22)에서 우선적으로 방열이 시작되도록 하고 발열체(41)의 열원이 효율적으로 보관, 관리되도록 하기 위해 전도판(21)의 외주연부를 감싸는 절연물(31)을 더 구비하며, 상기 전기온돌판넬(P)의 공명(진동)현상을 감소시키고 열에 의한 수축과 팽창률을 자체적으로 수용하도록 콘크리트판넬(1)과 방열판(22) 및 축열판(23)에 일정한 경사각을 갖고 대각선 양방향으로 교차하며 관통된 다수개의 통공(11)(24)을 구비하고 있다.

그리고, 상기 전기온돌판넬(P)이 수평으로 설치되도록 콘크리트판넬(1)의 높이를 조절하기 위해 콘크리트판넬(1)의 끝면 부근에 결합되는 다수개의 고정암나사(52)와, 상기 고정암나사(52)와 나사체결되어 회전하며 승강하고 하부에 고무패킹이 구비되며 고정암나사(52)와 나사체결됨과 동시에 숫나사축의 상부에 육각머리홈이 구비된 높이조절구(51)를 구비하고 있다.

한편, 상기 발열체(41)에 전력을 공급하기 위해 콘크리트판넬(1)의 저부에는 전력을 공급받고 다른 전기온돌판넬(P)로 전력을 공급하는 커넥터(61)가 설치되고 각 전기온돌판넬(P)과 전기온돌판넬(P)의 커넥터(61)는 연결코드(62)에 의해 연결되어 있으며 콘크리트판넬(1)의 상면 끝단은 미세한 높낮이를 보완하기 위해 모따기면(12)을 구비하고 있다.

그리고, 상기 콘크리트판넬(1)을 구성하는 콘크리트의 열전도성을 향상시키기 위해 동분말(파우더)을 더 혼합하여 사용함이 바람직하고, 방열판(22) 및 축열판(23)은 금, 은, 동 또는 스테인레스 재질로 일체로 형성하여 절곡시킴이 바람직하며, 전도판(21)은 상기 방열판(22) 및 축열판(23)과 동일한 재질로 형성하여 용접시킴이 바람직하다.

이때, 상기 콘크리트판넬(1)의 상층부 즉, 방열을 주 목적으로 하는 부분만 동분말(파우더)등 열전도율이 향상될 수 있는 금속분말을 더 혼합하여 콘크리트판넬(1)을 성형 제작하게 되면 더욱 향상된 전도효과에 의한 빠른 난방효과를 가져올 수 있게 된다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 설치방법 및 그 작용관계를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 온돌로 바닥을 구성하고자 하는 설치면을 수평으로 만든 후 단위상으로 성형 제작된 본 고안 전기온돌판넬(P)을 배열 설치하되, 높이조절구(51)를 회전시켜 콘크리트판넬(1)의 높이를 조절하며 정확하게 수평이 되도록 하고, 각 콘크리트판넬(1)의 커넥터(61)를 연결코드(62)로 연결한 후 모따기면(12)을 실리콘 마감재로 마감처리하면 전기온돌판넬(P)의 모든 설치는 완료된다.

그리고, 사용자가 난방을 위해 가동을 하면 연결코드(62)에 의해 모든 전기온돌판넬(P)의 발열체(41)에 전력이 공급되어 발열이 시작되고, 상기 발열체(41)의 열은 전도판(21)을 따라 방열판(22)으로 전도되어 콘크리트판넬(1)의 상부를 따뜻하게 만들며, 상기 방열판(22)의 열은 축열판(23)으로 전도되어 콘크리트판넬(1)의 내부를 따뜻하게 하며 콘크리트판넬(1)의 내부에 축열을 하게 된다.

즉, 상기 발열체(41)에서 열이 발생하면 발열체(41)를 감싸고 있는 전도판(21)으로 열이 전도되며, 이때 상기 전도판(21)의 외주연부는 절연물(31)이 감싸고 있으므로 발열체(41)의 열은 외부로의 유출없이 전도판(21)을 통해 방열판(22)으로 전부 전도됨과 아울러 발열체(41)의 열원이 효율적으로 보관, 관리되는 것이다.

이때, 상기 전도판(21)의 외주연부에 절연물(31)을 감싸지 않아도 발열체(41)의 열이 전도판(21)을 통해 방열판(22)으로 전도되는 것은 동일하나 전도판(21)과 콘크리트가 접촉되어 있으므로 그 사이에서 열손실이 발생하게 되어 빠른 난방효과에 악영향을 미치므로 발열체(41)의 열을 100% 전도판(21)을 통해 방열판(22)으로 전도하기 위해 절연물(31)로 전도판(21)을 감싸는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 방열판(22)과 축열판(23)은 도 2에 도시된 바와같이 빠른 난방효과를 얻으며 재료의 절감을 가져오기 위해 다수의 방열판(22)과 축열판(23)으로 나누는 절결가공을 하였지만, 절결을 하지 않고 사용함도 본 고안의 범주에 속함은당연하다.

이와같이 하나의 발열체(41)로 사용자의 설정온도를 맞출 수 있으므로, 종래와 비교하여 소비전력을 상당히 절약할 수 있게 되고, 소비전력이 낮아지면 공급되어야 하는 전력에 따른 수전 및 설비량이 감소되는 것은 당연한 것이다.

그리고, 종래에는 발열체(41)의 열이 콘크리트판넬(1)의 내부에 축열되며 상부까지 전도되어서야 비로소 난방이 시작되나, 본 고안 전기온돌판넬(P)은 발열체(41)의 열이 콘크리트판넬(1)의 상부에 가깝게 내설된 방열판(22)으로 전도됨으로서, 종래 축열을 우선적으로 실시했던 것을 방열을 우선하게 되어 사용자의 사용시간에 상관없이 빠른 난방효과를 가져오므로 편리하게 사용할 수 있게 되는 것이다.

또한, 방열과 함께 축열이 이루어지므로 방열 온도가 사용자의 설정온도와 동일하게 되면 발열체(41)로 공급하던 전력을 중단하게 되고, 콘크리트판넬(1)의 내부에 축열된 열이 상층부로 전도되며 그 온도를 유지시키게 되며, 방열온도가 사용자의 설정온도보다 낮아지면 다시 발열체(41)로 전력을 공급하여 발열과 축열을 동시에 진행하게 된다.

그리고, 상기 발열체(41)는 접촉면적이 넓을수록 열전도율이 좋으므로 접촉면적이 적은 발열선을 지름이 큰 관 내에 내설하고 열전도율이 좋은 매개체를 충진함으로서, 발열체(41)에서 발생된 열은 큰 접촉면적으로 인해 전도판(21)에 빠르게 전도된다.

한편, 도 5는 본 고안 전기온돌판넬의 구성을 나타내는 도 3의 B - B' 선 단면도로서, 상기 콘크리트판넬(1)과 방열판(22) 및 축열판(23)을 수직으로 관통하되 일정한 경사각을 갖고 대각선 양방향으로 교차되는 다수개의 통공(11)(24)이 구비되어 있으므로, 압력 및 인장력이 대각선 방향으로 배분되어 전기온돌판넬(P)의 강도가 향상되고, 단위구조체의 기포층을 자연히 형성하며, 공명(진동) 현상의 감소는 물론 열에 의한 수축과 팽창률을 자체적으로 수용하여 그 구조력을 향상시키게 되는 것이다.

상기와 같이 상세히 설명한 본 발명에 의하면 가동과 동시에 전기온돌판넬의 상부에서 발열이 되며 빠른 난방효과를 발휘하고, 소비전력을 절감시키며, 상기 소비전력의 절감에 따른 수전 및 설비량의 전체적인 감소효과도 얻을 수 있도록 하는 전기온돌판넬을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 공급되는 전력에 의해 발열하는 발열체를 내설하며 일정 단위상의 콘크리트로 성형 제작되는 콘크리트판넬과, 상기 발열체로 전력을 공급하기 위해 콘크리트판넬의 저부에 설치되며 각각의 콘크리트판넬을 연결하는 연결코드와 커넥터로 이루어진 전기온돌판넬에 있어서,

   전력을 공급받아 방열하며 콘크리트판넬(1)의 중앙에 내설되는 하나의 발열체(41)의 열을 콘크리트판넬(1)의 상부로 빠르게 전달하여 빠른 난방효과를 가져오도록 발열체(41)를 감싸며 콘크리트판넬(1)의 내부에 내설되는 열전도수단(20)을 구비한 것을 특징으로 하는 전기온돌판넬.
2. 상기 제 1 항에 있어서,

   상기 열전도수단(20)은 발열체(41)를 감싸며 수직으로 돌출되어 발열체(41)의 열을 상부로 전달하는 전도판(21)과,

   상기 전도판(21)과 접촉되어 전도판(21)으로부터 공급받은 열을 콘크리트판넬(1)의 상부에서 빠르게 방열되도록 콘크리트판넬(1)의 면적보다 작게 형성되고 콘크리트판넬(1)의 상부에 가깝게 내설되는 방열판(22)과,

   상기 방열판(22)의 양측 끝단으로부터 하향 절곡된후 다시 내측으로 절곡되어 방열판(22)에서 공급받은 열을 콘크리트판넬(1)의 내부에 축열시키는축열판(23)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기온돌판넬.
3. 상기 제 2 항에 있어서,

   상기 발열체(41)에서 방열된 열이 손실없이 방열판(22)으로 전달되어 방열판(22)에서 우선적으로 방열이 시작되도록 하고 발열체(41)의 열원이 효율적으로 보관, 관리되도록 하기 위해 전도판(21)의 외주연부를 감싸는 절연물(31)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기온돌판넬.
4. 상기 제 1 항에 있어서,

   상기 전기온돌판넬(P)의 공명(진동)현상을 감소시키고 열에 의한 수축과 팽창률을 자체적으로 수용하도록 콘크리트판넬(1)과 방열판(22) 및 축열판(23)에 일정한 경사각을 갖고 대각선 양방향으로 교차하며 관통된 다수개의 통공(11)(24)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기온돌판넬.
5. 상기 제 1 항에 있어서,

   상기 전기온돌판넬(P)이 수평으로 설치되도록 콘크리트판넬(1)의 높이를 조절하기 위해 콘크리트판넬(1)의 끝면 부근에 결합되는 다수개의 고정암나사(52)와,

   상기 고정암나사(52)와 나사체결되어 회전하며 승강하고 하부에 고무패킹이 구비되며 고정암나사(52)와 나사체결됨과 함께 숫나사축의 상부에 육각머리홈이 구비된 높이조절구(51)를 구비한 것을 특징으로 하는 전기온돌판넬.