KR200344928Y1 - 에어패널을 이용한 난방시스템 - Google Patents

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KR200344928Y1
KR200344928Y1 KR20-2003-0040891U KR20030040891U KR200344928Y1 KR 200344928 Y1 KR200344928 Y1 KR 200344928Y1 KR 20030040891 U KR20030040891 U KR 20030040891U KR 200344928 Y1 KR200344928 Y1 KR 200344928Y1
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Abstract

본 고안은 에어패널를 이용한 난방시스템에 관한 것으로서, 콘크리트 슬라브의 기저부에 배치되어 습기를 차단하고 충격을 흡수하기 위한 알루미늄 매트(18); 내부에 밀폐된 에어포켓(11a)이 형성되어 있는 몸체(11)와, 몸체(11) 상부에 십자 방향으로 형성된 복수개의 메인관로(12)와, 메인관로(12) 보다 작은 간격을 가지며 그 메인관로(12) 사이로 십자방향으로 형성된 복수개의 서브관로(13)를 가지는 에어패널(10); 메인관로(12)에 배치되어 열매체가 흐르는 열원공급파이프(20); 서브관로(13)에 배치되며 열원공급파이프(20)와 연결되는 복수개의 방열관(30); 에어패널(10) 상부에 배치되어 수맥을 차단하고 전열성을 향상시키기 위한 전열관(50); 열원공급파이프(20) 및 방열관(30)의 상부에 마감되는 마감바닥(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어패널을 이용한 난방시스템{heating system using air panel}
본 고안은 아파트나 빌라와 같은 주택에 적용할 수 있는 난방시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 에어패널를 이용한 난방시스템에 관한 것이다.
통상적으로 바닥을 시공함에 있어서, 방진 방음성이 있는 층간 완충재를 먼저 시공한 후, 난방을 위한 동파이프등을 깔고 동파이프가 묻혀지도록 층간완충재 상부에 바닥슬래브를 시공하였다. 바닥슬래브는, 과거엔 통상 12-13cm 정도의 표준두께로 하였으나, 층간 충격음에 대한 관심도가 높아지면서 현재는 바닥슬래브의 두께를 22 cm 정도까지 높이고 있는 실정이다.
또한, 바닥슬래브의 두께가 두꺼워짐으로 인하여, 동파이프를 흐르는 열매체에 의한 열이 제대로 전달되지 않아 난방효율이 떨어지고, 이에 따라 과도한 난방비가 소모되고 있다.
이와 같이, 층간 충격음에 의하여 바닥슬래브 두께가 두꺼워짐에 따라 엄청난 자재낭비와 건축비의 증가가 발생하고, 한편으로 바닥이 난방될때까지 걸리는 시간이 많아지며 난방효율이 떨어진다라는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 바닥슬래브의 두께를 두껍게 하지 않아 자재낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 층간충격음의 전달을 방지할 수 있는 에어패널를 이용한 난방시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 또 다른 목적은, 단열성이 우수하여 난방효율을 높일 수 있으며, 바닥이 난방될때까지 걸리는 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 에어패널를 이용한 난방시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 에어패널 난방시스템의 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 채용되는 방열관와 열원공급파이프의 단면도,
도 4는 도 3의 방열관의 발췌하여 단면도로 도시한 도면,
도 5는 도 4의 히트파이프의 내부에 설치되는 금속망을 발췌하여 도시한 도면,
도 6은 도 5의 금속망을 감싸는 화이버를 발췌하여 도시한 도면,
도 7은 도 1의 에어패널이 상호 결합되고, 그 상부에 방열관와 열원공급파이프가 설치된 상태를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
10 ... 에어패널 11 ... 몸체
11a ... 에어포켓 12 ... 메인관로
13 ... 서브관로 14 ... 결합부
15 ... 돌기 16 ... 결합홈
20 ... 열원공급파이프 21 ... 파이프
22 ... 결합부 22a ... 확대관
30 ... 방열관 31 ... 파이프 몸체
32 ... 금속망 33 ... 화이버
40 ... 마감바닥
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 에어패널 난방시스템은, 콘크리트 슬라브의 기저부 위에 배치되어 습기를 차단하고, 충격을 흡수하기 위한 알루미늄 매트(18); 내부에 밀폐된 에어포켓(11a)이 형성되어 있는 몸체(11)와, 상기 몸체(11) 상부에 십자 방향으로 형성된 복수개의 메인관로(12)와, 상기 메인관로(12) 보다 작은 간격을 가지며 그 메인관로(12) 사이로 십자방향으로 형성된 복수개의 서브관로(13)를 가지는 에어패널(10); 상기 메인관로(12)에 배치되어 열매체가 흐르는 열원공급파이프(20); 상기 서브관로(13)에 배치되며 상기 열원공급파이프(20)와 연결되는 복수개의 방열관(30); 상기 에어패널(10) 상부에 배치되어 수맥을 차단하고 전열성을 향상시키기 위한 전열판(50); 상기 열원공급파이프(20) 및 방열관(30)의 상부에 마감되는 마감바닥(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 있어서, 상기 에어패널(10)의 가장자리 하방에는 4 개의 면이 형성된 플랜지가 형성되고, 그 플랜지중 2 면에는 하방으로 돌기(15)가 형성된 결합부(14)가 형성되며, 상기 플랜지의 나머지 2 면에는 돌기(15)가 끼어지는 결합홈(16)이 형성된다.
본 고안에 있어서, 상기 열원공급파이프(20)는, 열매체가 흐르는 파이프(21)와, 그 파이프(21)에 소정 간격의 간격으로 형성되며 상기 방열관(30)가 삽입되어 결합될 수 있도록 결합부(22)가 형성된다.
본 고안에 있어서, 상기 히트파이프(30)는, 작동유체가 수용된 파이프 몸체(31)와, 상기 파이프 몸체(31) 내부에 설치되는 것으로서 관형상의 금속망(32)과, 상기 금속망(32)을 감싸는 것으로서 작동유체를 흡수하는 다공성의 화이버(33)를 포함한다.
이하, 본 고안에 따른 에어패널를 이용한 난방시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 에어패널 난방시스템의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이다. 또, 도 3은 도 1 및 도 2에 채용되는 방열관와 열원공급파이프의 단면도이고, 도 4는 도 3의 히트파이프의 발췌하여 단면도로 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 히트파이프의 내부에 설치되는 금속망을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 금속망을 감싸는 화이버를 발췌하여 도시한 도면이며, 도 7은 도 1의 에어패널이 상호 결합되고, 그 상부에 방열관와 열원공급파이프가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 에어패널 난방시스템은, 크게 바닥에 놓여져, 습기를 차단하고 충격을 흡수하기 위해 알루미늄 등으로 된 매트(18)와, 그 매트(18) 위에 설치되어 소음을 방지하고 공기를 차단시키며, 단열효과를 향상시키며, 시공의 편리성과 하중 감소를 갖는 에어패널(10)과, 그 에어패널(10) 상부에설치되는 열원공급파이프(20)와, 열원공급파이프(20)와 연결되어 에어패널(10) 상부에 설치되는 방열관(30)와, 상기 에어패널(10)과 방열관(30) 위에 배치되어 고르고 신속한 열전달을 할 수 있도록 알루미늄 또는 동으로 된 전열판(50)과, 열원공급파이프(20) 및 방열관(30)의 상부에 마련되는 마감바닥(40)을 포함한다.
에어패널(10)은, 그 내부에 밀폐된 에어포켓(11a)이 형성되어 있는 몸체(11)와, 몸체(11) 상부에 십자 방향으로 형성된 복수개의 메인관로(12)와, 메인관로(12) 보다 작은 간격을 가지며 그 메인관로(12) 사이로 십자방향으로 형성된 복수개의 서브관로(13)를 가진다. 이와 같이 메인관로(12)와 서브관로(13)가 십자 방향으로 형성됨으로써 도면에 도시된 바와 같이 정사각형으로 구획된 많은 돌출면이 형성된다. 또한, 상기와 같은 에어패널(10)은 소음 방지, 공기차단, 단열효과, 시공 편리성, 하중 감소 등의 뛰어난 효과를 갖는다.
에어패널(10)의 가장자리 하방에는 4 개의 면이 형성된 플랜지가 형성되고, 그 플랜지중 2 면에는 하방으로 돌기(15)가 형성된 결합부(14)가 형성되고, 플랜지의 나머지 2 면에는 돌기(15)가 끼어지는 결합홈(16)이 형성된다. 이러한 구조에 따라, 에어패널의 돌기가 다른 에어패널의 결합홈에 결합됨으로써 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 에어패널을 여러개 이어붙일 수 있다.
열원공급파이프(20)는. 열매체가 흐르는 관로로서 메인관로(12)에 배치되는 것으로서, 열매체가 흐르는 파이프(21)에 일정한 간격으로 방열관(30)가 삽입되어 결합될 수 있도록 결합부(22)가 형성된 구조로 되어 있다. 파이프(21)는 엑셀 파이프, 동파이프, 스텐리스강 파이프, 텅스텐 파이프 등으로 할 수 있으며, 본 실시예에서는 바람직하게는 동파이프를 사용한다.
이때, 결합부(22)는 방열관(30)의 가장자리를 지지할 수 있도록 파이프(21)에서 상방으로 돌출된 구조를 하고 있으며, 그 내주면은 방열관(30)와의 밀착될 수 있도록 매끄럽게 가공되어 있다. 또, 결합부(22)의 단부는 바깥쪽으로 벌어진 확대관(22a)을 이루는데, 이는 방열관(30)가 용이하게 결합부(22)에 끼어지도록 하기 위함이다. 이와 같이, 결합부(22) 내주면이 매끄럽게 가공되고 그 결합부의 단부에 확대관(22a)이 형성됨으로써 방열관(30)가 밀착되게 끼어짐과 동시에 원터치식으로 삽입 또는 분리될 수 있다. 방열관(30)은 히트파이프, 동파이프, 엑셀파이프 등으로 할 수 있으며, 본 실시예에서는 예컨대 히트파이프를 사용한다.
일예로서 상기 방열관(30)이 히트파이프이라면, 히트파이프(30)는 열원공급파이프(20)에 결합된 상태에서 서브관로(13)에 배치되는 것으로서 증발부(Evaporator ; 30a)와, 단열부(Adiabatic Section ; 30b)와, 응축부(Condenser Section ; 30c)로 나누어진다. 이러한 히트파이프(30)는, 작동유체가 수용된 파이프 몸체(31)와, 파이프 몸체(31) 내부에 설치되는 관형상의 금속망(32)과, 금속망(32)을 감싸는 것으로서 작동유체를 흡수하는 다공성의 화이버(33)를 포함한다.
파이프 몸체(31)는 열전도율이 큰 구리, 스테인리스강, 텅스텐 등의 재질을 사용하고, 본 실시예에서는 구리를 사용한다. 또, 파이프 몸체(31) 내부는 작동유체가 낮은 온도에서 증발할 수 있도록 낮은 압력상태를 형성하여야 하며, 본 실시예에서는 0.048 ~ 0.054kg/㎠ 의 압력상태를 유지한다.
파이프 몸체(31)에 수용된 작동유체는 휘발성 물질로서, 메탄올, 아세톤, 물, 수은등을 사용하고, 본 실시예에서는 메탄올을 사용한다. 파이프 몸체나 작동유체는 사용온도나 적용제품에 따라 적절히 선정된다.
금속망(32)은 마름모골의 다공을 가지며 그 재질은 구리나 스테인레스, 텅스텐등을 사용한다. 본 실시예에서는 동망을 사용하고 있다.
화이버(33)는 작동유체를 흡수하는 모세관력(Capillary Force)을 발생시킬 수 있도록 다공성 구조물로 되어 있다. 이러한 화이버(33)가 작동유체를 흡수함으로써, 본원의 히트파이프가 수평을 이루거나 역방향으로 경사져 있더라도 작동유체의 증발과 응축과정이 가능하고 원활해질 수 있다.
금속망(32)에 화이버(33)가 감겨진 구조체는 파이프 몸체(31)의 내벽에 밀착되도록 설치된다. 금속망(32)에 화이버(33)가 감겨짐으로써, 작동유체의 증발과 응축이 더욱 활발해진다. 즉, 증발부측의 금속망은 열을 받음으로써 화이버(33)에 흡수된 작동유체의 증발을 촉진시키고, 응측부측의 금속망은 작동유체의 열을 파이프 몸체를 거쳐 외기로 전달하므로 작동유체의 응축을 더욱 촉진시킨다.
전열판(50)은 알루미늄이나 동으로 판재로서, 에어패널(10) 위에 배치되어, 단시간에 고른 열전달을 할 수 있으며, 인체에 해로운 영향을 미치는 수맥을 차단시킨다.
마감바닥(40)은 비닐쉬트, 온돌마루, 대리석, 시멘트등 다양한 자제로 구현되며, 열원공급파이프(20) 및 방열관(30)이 하부에 위치되도록 에어패널(10) 상부에 마감된다.
이러한 구조에 의하여, 열매체가 열원공급파이프(20)를 흐르게 되면, 열원공급파이프(20)에 결합된 증발부(30a)가 열을 흡수하게 되어 이에 따라 작동유체가 기체상태로 증발하게 되어 열은 증발부(30a)에서 응축부(30c)로 거의 순간적으로 이동하게 된다.
이와는 반대로 응축부(30c)에서는 온도가 낮은 외부로 열을 빼앗기면서 기체상태의 작동유체는 응축하여 액화된다. 그러면, 액화된 작동유체는 모세관력에 의하여 증발부(30a)로 이동하게 된다. 이때, 금속망(32)과 화이버(33)가 어우러지고, 또 파이프 몸체 내부를 0.048 ~ 0.054kg/㎠ 정도의 압력으로 유지시킴으로써 32 ~ 34℃ 정도의 낮은 열원에서도 작동유체가 증발할 수 있으며, 따라서 결과적으로 연료비를 약 40% 가량 줄일 수 있다.
이와 같이, 열원공급파이프(20)의 열은 방열관(30)로 매우 빠르게 전달되고, 이 열은 마감바닥(40)을 통하여 전달된다. 즉, 열원공급파이프(20)에 열매체가 흐름에 따라 거의 순간적으로 마감바닥(40)이 데워질 수 있는 것이다.
본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
이와 같이 본 고안에 따르면, 에어포켓이 형성된 에어패널을 채용함으로써 충격음이 바닥으로 전달되는 것을 막을 수 있으며, 종래와 같이 두꺼운 바닥슬래브를 채용할 필요가 없어 자재낭비를 줄일 수 있다.
또, 단열성이 우수하여 난방효율을 높일 수 있으며, 소음방지, 수맥차단, 고른 열전달 등의 효과를 가지며, 바닥이 난방될때까지 걸리는 시간을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 콘크리트 슬라브의 기저부에 배치되어 습기를 차단하고 충격을 흡수하기 위한 알루미늄 매트(18);
    내부에 밀폐된 에어포켓(11a)이 형성되어 있는 몸체(11)와, 상기 몸체(11) 상부에 십자 방향으로 형성된 복수개의 메인관로(12)와, 상기 메인관로(12) 보다 작은 간격을 가지며 그 메인관로(12) 사이로 십자방향으로 형성된 복수개의 서브관로(13)를 가지는 에어패널(10);
    상기 메인관로(12)에 배치되어 열매체가 흐르는 열원공급파이프(20);
    상기 서브관로(13)에 배치되며 상기 열원공급파이프(20)와 연결되는 복수개의 방열관(30);
    상기 에어패널(10) 상부에 배치되어 수맥을 차단하고 전열성을 향상시키기 위한 전열판(50);
    상기 열원공급파이프(20) 및 방열관(30)의 상부에 마감되는 마감바닥(40);을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어패널을 이용한 난방시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어패널(10)의 가장자리 하방에는 4 개의 면이 형성된 플랜지가 형성되고, 그 플랜지중 2 면에는 하방으로 돌기(15)가 형성된 결합부(14)가 형성되며, 상기 플랜지의 나머지 2 면에는 돌기(15)가 끼어지는 결합홈(16)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어패널을 이용한 난방시스템.
  3. 제1항에 있어서, 열원공급파이프(20)는,
    열매체가 흐르는 파이프(21)와, 그 파이프(21)에 소정 간격의 간격으로 형성되며 상기 방열관(30)가 삽입되어 결합될 수 있도록 결합부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 에어패널을 이용한 난방시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방열관(30)는,
    작동유체가 수용된 파이프 몸체(31)와, 상기 파이프 몸체(31) 내부에 설치되는 것으로서 관형상의 금속망(32)과, 상기 금속망(32)을 감싸는 것으로서 작동유체를 흡수하는 다공성의 화이버(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어패널을 이용한 난방시스템.
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