KR20080066269A - 난방패널의 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방패널에 관한 것으로서, 난방유체가 출입되는 유체연결부가 형성되고, 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 상,하부플레이트에 서로 대향되게 돌출된 접합돌부가 접합되어 성형된 난방패널에 있어서, 상기 난방패널의 입,출구부 즉 유체연결부와 연결되는 상,하부플레이트의 일측에는 난방유체의 흐름에 평행한 장방형의 접합돌부가 형성되어 접합된 것을 특징으로 하여, 난방패널의 입,출구부에서 유체의 흐름이 신속하면서 원활하게 이루어지고, 장방형 접합돌부에 의해 접합구조가 보강되어 입,출구부의 내압성능이 향상된다.

난방패널, 접합돌부, 내압

Description

난방패널의 보강구조{heatrix panel}

도 1은 종래의 난방패널을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 "A"부 확대도이다.

도 3은 본 발명에 따른 난방패널을 입.출구부를 도시한 확대도이다.

도 4는 도 3의 "B"부의 확대도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 난방패널 10a,10b : 상,하부플레이트

11 : 접합돌부 12 : 유체연결부

100 : 난방패널 110,120 : 상,하부플레이트

130,140 : 접합돌부 150 : 유체연결부

본 발명은 난방패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상온.고압의 난방유 체가 출입되는 난방패널의 입,출구부에 유수에 평행한 장방형의 접합돌부를 구성함으로써 입,출구부의 내압성능을 향상시킨 난방패널의 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로, 단독주택, 빌라, 아파트 등과 같은 주거용 건축물에 적용되는 난방시스템은 습식공법으로서, 콘크리트 바닥에 파이프를 매설하고 이 파이프에 온수와 같은 난방유체를 공급하여 바닥을 가열하는 구조가 통상적으로 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 습식 난방시스템은 열효율이 낮아 열손실이 크고, 콘크리트의 양생에 많은 시간이 소요되어 공기가 길어지며, 추후 파이프의 누수시에 몰탈(모르타르)층을 파괴해야 하므로 난방시스템의 유지보수가 어려워질 뿐만 아니라 보수비용도 많이 들었다.

따라서, 이와 같은 습식 난방시스템의 문제점을 해결하고자, 콘크리트, 합성수지, 황토 등과 같은 재질의 패널에 온수파이프를 내장하거나 온수파이프를 삽입하기 위한 요홈 또는 고정부재를 구비한 건식 난방패널이 개발되었다.

상기 건식 난방패널은 조립식 난방시스템으로서, 미리 제작된 건식 패널을 현장에서 간단하게 조립하여 시공하므로 공기가 단축되고 유지 및 보수가 개선된 장점이 있으나, 온수파이프가 설치된 부위에 복사열이 집중하는 온도편차가 발생하여 난방효율 면에서 비효율적이며, 금속 또는 합성수지 소재의 배관 자체가 고가이고 배관에 의한 열손실이 발생하며, 또한 배관 표면에 결로현상이 발생하여 패널이 습윤화되는 단점이 있었다.

이러한 종래의 온수파이프형 건식 난방패널의 단점을 해결하고자, 미국특허 제5,080,166호와 본 출원인에 의해 출원 공개된 대한민국 공개특허 제2002-95733호 및 대한민국 공개특허 제10-2005-306호에서 개시된 바와 같이, 난방유체가 흐를 수 있는 자체의 내부 유로를 갖는 플레이트식 난방패널이 개발되었다.

이러한 내부 유로형 난방패널은 파이프형 난방패널과 비교하여 난방유체가 국부적이 아닌 패널 전체에 분포하여 흐르므로 난방효율이 매우 높고 그에 따라 연료비를 절감할 수 있으며, 파이프가 필요없으므로 인해 복잡한 배관작업이 필요없고 배관 비용이 절감되고 배관에 의한 열손실 및 결로현상이 없으며, 또한 패널의 경량화를 이룰 수 있고 시공과 보수가 매우 용이한 장점이 있다.

이와 같은 종래의 난방패널을 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 도시된 난방패널(10)은 난방유체가 흐르는 내부 유로를 형성하도록 마주하는 상,하부플레이트(10a)(10b)에 서로 대향되게 돌출된 접합돌부(11)의 접합에 의해 성형된 패널로서, 상,하부플레이트(10a)(10b)의 접합돌부(11)는 서로 대향되는 원형의 돌기로서 서로 면접촉된 상태로 열융착하여 접합 성형한다.

특히, 상기와 같이 성형되는 난방패널(10)은 제작과 성형이 용이하도록 열가소성 플라스틱 소재로 제작되며, 난방유체가 보다 넓은 면적으로 건축물의 바닥(벽이나 천정에도 적용 가능)과 접하도록 상기 바닥에 대해 최대한의 면적을 갖는 평탄한 플레이트 형상으로 이루어진다.

상기 난방패널(10)은 도시된 바와 같이, 실질적으로 한쌍의 장변과 단변을 갖는 장방형 구조이나, 난방시스템 시공시 난방패널(10)의 보다 용이한 연속 배열을 고려하여 육각형, 팔각형 등 다각형 구조도 가능하다.

상기 난방패널(10)의 어느 하나의 대각 방향으로 마주하는 두곳의 모서리에는 난방유체의 공급과 배출이 이루어지는 각각의 유체연결부(12)가 각각 난방패널(10)과 일체로 형성되어 있다. 상기 유체연결부(12)는 별도의 접속부재를 사용하여 다른 난방패널의 유체연결부와 연결된다.

한편, 이와 같이 연결된 유체연결부(12)를 통해 상온.고압의 난방유체가 난방패널(10)로 출입되면서 순환하여 난방을 하게 되는데, 이때 상온.고압의 난방유체가 출입하는 난방패널(10)의 입,출구부가 내압측정 시 가장 취약한 부위로 확인되었다.

즉, 도 2에서 보는 바와 같이, 종래 난방패널(10)의 입,출구부에는 상,하부플레이트(10a)(10b)를 접합시키는 접합돌부(11)가 불균일하게 분포되어 접합된 구조로서, 불균일하게 형성된 접합돌부(11)에 의해 난방패널(10)로 출입되는 난방유체의 흐름이 저해되어 유체흐름속도가 불균일하게 되고, 그로 인해 불균일한 수압에 의해 입,출구부에는 국부적인 압력상승이 발생되었고, 이와 같이 발생된 국부적인 압력상승을 종래의 접합돌부(11) 구조에서는 내압 실험 시 40bar 정도의 수압에서 변형되어 파괴되는 임계응력을 가짐을 실험을 통해서 알 수 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상온.고압의 난방유체가 출입되는 난방패널의 입,출구부에 유수에 평행한 장방형의 접합돌부를 구성하여 접합 성형함으로써 입,출구부에서의 유체의 흐름이 신속하면서 원활히 이루어지고, 장방형 접합돌부에 의해 접합구조가 보강되어 입,출구부의 내압성능을 향상시키도록 한 난방패널의 보강구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난방패널의 보강구조는, 난방유체가 출입되는 유체연결부가 형성되고, 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 상,하부플레이트에 서로 대향되게 돌출된 접합돌부가 접합되어 성형된 난방패널에 있어서, 상기 난방패널의 입,출구부 즉 유체연결부와 연결되는 상,하부플레이트의 일측에는 난방유체의 흐름에 평행한 장방형의 접합돌부가 형성되어 접합된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 접합돌부는 난방유체의 흐름에 평행한 타원형으로 형성되고, 상기 접합돌부는 등간격으로 이격되게 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 난방패널의 보강구조를 도시한 도 면이다.

본 발명의 난방패널(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 접합 고정되는 상,하부플레이트(110)(120)와, 접합된 상,하부플레이트(110)(120)의 대각선상의 양 모서리 중 일측 대각선상의 모서리부에 난방유체가 출입되는 유체연결부(150)가 일체로 형성된다.

특히, 상기 상,하부플레이트(110)(120)는 외측에서 내측으로 서로 대향되게 돌출된 다수의 접합돌부(130)(140)가 서로 면접촉된 상태로 열융착되어 접합된다.

이때, 상기 접합돌부는 원(정원)형의 접합돌부(130)와 장방형의 접합돌부(140)로 이루어진다.

상기 장방형의 접합돌부(140)는 상기 난방패널(100)의 입,출구부 즉 상기 유체연결부(150)와 연결되는 상,하부플레이트(110)(120)에 난방유체의 흐름에 평행하게 형성되어 접합된다.

상기 장방형의 접합돌부(140)는 난방유체의 흐름에 평행하게 형성됨으로써 난방유체의 흐름을 저해하지 않아 난방유체는 난방패널(100)의 입,출구부에서 신속하고 원활한 흐름을 갖게 된다.

더욱이, 상기 장방형의 접합돌부(140)를 각진 모서리가 없이 난방유체의 흐름에 평행한 타원형으로 형성함으로써 유체연결부(150)를 통해 유입 또는 배출되는 난방유체가 장방형 접촉돌부(140)의 호형상으로 완만한 단부와 접촉되어 흐름으로써 더욱 신속하고 원활한 흐름을 갖게 된다.

그리고, 상기와 같이 형성된 장방형 접합돌부(140)는 등간격으로 이격되게 형성되어, 난방유체가 접합돌부(140) 사이를 균일하게 통과하여 국부적인 압력상승을 최대한으로 방지한다.

따라서, 본 발명의 난방패널(100)은, 가장 취약한 부분이었던 입,출구부가 장방형의 접합돌부(140)로서 접합 성형됨으로써 종래에 비해 내압성능이 강화되었음을 종래와 같은 내압 실험을 통해서 알 수 있다.

그리고, 상기 장방형의 접합돌부(140)가 등간격으로 이격된 타원형상으로 형성됨으로써 이에 접하는 난방유체의 흐름을 최대한 원활하게 유도하여 신속한 흐름을 갖도록 한 것이다.

따라서, 상기 난방패널(100)의 유체연결부(150)를 통해 입,출구부를 흐르는 난방유체는 장방형 접합돌부(140)의 호형상의 완만한 단부에 의해 접합돌부(140) 사이로 신속하게 안내되어 원활하게 흐르게 된다.

특히, 하기의 표 1,2는 종래의 난방패널(10)과 본 발명의 난방패널(100)의 내압성능을 비교한 것이다.

먼저, 하기의 표를 설명하기에 앞서, FEM(Finite Element Method)을 통해 난방패널의 내압성능에 영향을 미치는 주요인자가 접합돌부간의 거리와 지름임을 알 수 있었다.

이러한 점을 감안하여 본 발명의 샘플을 여러개의 시편으로 제작하여 내압성능을 테스트한 결과를 하기의 표에 나타내었다.

여기서, 종래의 샘플은 도 2에 도시된 바와 같이 입,출구부에 형성된 원형의 접합돌부(11)간의 거리가 a : 15㎜, b : 25㎜ 로 불균일한 시편을 사용하였고, 본 발명의 샘플은 도 4에 도시된 바와 같이 입,출구부에 형성된 장방형의 접합돌부(140)간의 거리가 20㎜ 로 균일한 시편을 제작하여 사용하였다.

종래의 난방패널의 내압성능

Sample		상온내압(bar)	비고
상온수(20℃)	시편 1	47.3	패널 입,출구부 파괴
	시편 2	48.9
	시편 3	43.1
	시편 4	43.1
	시편 5	42.6
평균		45.0

본 발명의 난방패널의 내압성능

Sample		중량(ｇ) (Spec:2260∼2360ｇ)	상온내압(bar) (Spec:40bar이상)
Test 1 상온수(20℃)	시편 1	2278	61.8	패널 입,출구부 파괴
	시편 2	2276	61.1
	시편 3	2294	65.0
	시편 4	2298	64.1	패널 중앙부위 파괴
	시편 5	2300	62.0
평균		2289	62.8
Test 2 상온수(20℃)	시편 1	2115	53.3	패널 입,출구부 파괴
	시편 2	2122	52.3
	시편 3	2141	51.9
	시편 4	2108	48.4
	시편 5	2077	47.4
평균		2113	50.7

한편, 위의 표 2에서 Test 1과 Test 2는 각각 종래의 샘플 즉 난방패널(10)을 기준으로 하여, 원재료를 동일하게 사용하여 형성한 샘플과 10％ 절감하여 형성한 샘플이다.

따라서, 위의 표에서 알 수 있듯이, 원재료를 동일하게 사용한 Test 1의 샘플은 종래의 샘플에 비해 난방패널(100)의 입,출구부의 내압성능이 대략 40％ 정도 향상되었고, 원재료를 10％ 절감한 Test 2의 샘플은 종래의 샘플에 비해 난방패널(100)의 입,출구부의 내압성능이 대략 13％ 정도 향상되었다.

특히, Test 2의 샘플은 Test 1의 샘플에 비해 무게가 대략 8％ 정도 경량화됨으로써, 종래의 난방패널(10)보다는 향상된 내압성능을 갖으면서도 종래의 난방패널(10)보다 재료비가 절감되는 것을 알 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 난방패널의 보강구조에 따르면, 상온.고압의 난방유체가 출입되는 난방패널의 입,출구부에 유수에 평행한 장방형의 접합돌부를 구성함으로써 입,출구부에서 유체의 흐름이 신속하면서 원활하게 이루어지고, 장방형 접합돌부에 의해 접합구조가 보강되어 입,출구부의 내압성능이 향상되는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 난방패널을 제작함에 있어, 종래의 난방패널보다 원재료를 대략 10％ 정도 절감시켜도 종래의 난방패널보다도 내압성능이 더 향상되므로 인해 재료비를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 난방유체가 출입되는 유체연결부가 형성되고, 난방유체가 흐르는 내부 유로를 갖도록 상,하부플레이트에 서로 대향되게 돌출된 접합돌부가 접합되어 성형된 난방패널에 있어서,

   상기 난방패널의 입,출구부 즉 유체연결부와 연결되는 상,하부플레이트의 일측에는 난방유체의 흐름에 평행한 장방형의 접합돌부가 형성되어 접합된 것을 특징으로 하는 난방패널의 보강구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접합돌부는 난방유체의 흐름에 평행한 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 난방패널의 보강구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접합돌부는 등간격으로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 난방패널의 보강구조.

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