KR20130094534A - 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 재질의 내측프레임과; 상기 내측프레임과 상호 대칭되게 결합되는 알루미늄 재질의 외측프레임과; 상기 내측프레임 또는 외측프레임 내에 삽입되어 각 부재간 열전도를 차단하는 단열부재와; 상기 내측프레임 또는 외측프레임의 내측면에 일정크기를 갖도록 부착되고 인가된 전원에 의해 발열되는 면상발열체를 포함하여 구성되는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 창호프레임틀의 외측면 혹은 내측면상에 충분한 크기로 면상발열체를 부착한후 그 면상발열체에 전원을 인가하여 창호프레임틀의 주변 온도를 이슬점 이상으로 상승되게 하므로써, 창호프레임틀의 내측 혹은 외측에 발생되는 결로현상을 면상발열체의 열를 통해 지속적으로 방지하게 되기 때문에 그에 따라 창호시스템의 단열성능을 극대화함은 물론 창호시스템의 사용자편의성도 상당히 향상시키는 효과가 있다.

Description

면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법{aluminum windows and doors system using a sheet type heating device and controlling method therefore}

본 발명은 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 창호프레임틀의 외측면 혹은 내측면상에 충분한 크기로 면상발열체를 부착한후 그 면상발열체에 전원을 인가하여 창호프레임틀의 주변 온도를 이슬점 이상으로 상승되게 하므로써, 창호시스템의 단열성능을 극대화시키는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법에 관한것이다.

일반적으로 주택 예컨대, 발코니를 가진 아파트나 빌라 혹은 하우스형 집에는 외부의 풍경을 보면서도 내,외부의 온도변화를 최소화하는 유리로 구성되는 창호가 통상 사용된다. 이때 상기 창호에는 통상 일반창호, 이중창호, 시스템창호 등이 있는데, 이중 일반창호는 그 샤시가 예컨대 16mm 페어 유리를 끼운 베란다 바깥쪽 샤시를 말하고, 이중창호의 샤시는 일반 샤시안에 한겹을 더 설치한 것이며( 거실을 확장했을 경우 기존 바깥쪽 샤시는 그대로 두고 거실 안쪽으로 샤시를 하나 더 한다면 이중 샤시가 됨), 시스템창호의 샤시는 유리 두께를 22mm 정도로 두껍게 하여 기존의 작동 방법에서 벗어나 개폐방법 구조적인 안전성 시각전인 미려를 한층 높인 제품을 말하는 것이다. 그리고 상기 일반창호는 가장 많이 쓰이는 재질이 알루미늄과 하이샤시(PVC)인데. 일반적으로 알루미늄 제품은 가볍고 가격이 저렴하하고, 하이샤시(PVC)는 열전도율이 낮아 밖의 찬 공기가 안으로 들어오지 않고 단열성에서 우수하나 가격이 비싼 특징이 있다.

여기서 상기와 같은 창호와 관련된 선행기술로는 주식회사 피플어스외 1에 의해 출원된 한국특허출원 제2007-0120326호가 공지되어 있다.

그러면, 상기와 같은 종래 발코니에 적용되는 창호시스템을 도 1을 참고로 살펴보면, 발코니상에서 일정 이격 공간을 두고 외부 창문(70)과 내부창문(71)이 설치되되, 상기 외부 창문(70)과 내부 창문(71)은 각기 일정 두께의 유리와 이 유리를 감싸 고정하는 알루미늄 샤시프레임(72)으로 구성된다.

한편 상기와 같은 종래 창호시스템은 통상의 방식대로 실내외의 상태에 따라 외부 창문(70)과 내부 창문(71)을 열고닫으면서 사용하게되는데, 이 과정에서 외부 대기의 온도가 내려갈 경우 상기 외부 창문(70)과 내부 창문(71)사이에 일정간격으로 형성되어 있는 단열공간(73)에 의해 그 강하된 실외의 온도유동이 차단되게되어 실내의 급격한 온도변화를 방지하게된다.

그러나 상기와 같은 종래 발코니에 적용되는 창호시스템은 외부 창문과 내부 창문 사이에 형성된 단열공간이 매우 협소하여 실제 단열효과가 매우 낮을 뿐만 아니라, 단열효과가 낮아서 겨울철에는 난방비가 과도하게 소요되고, 여름철에는 냉방비가 과도하게 소요되는 문제가 있으며, 특히 이슬점 온도 이하로 내려갈 경우 창문이나 그 알루미늄 샤시프레임부분에 이슬이 맺히게 되고 그러한 상태하에서 실외온도가 급강하할 경우 창문유리부분이나 알루미늄 샤시프레임부분에 형성되어 있던 수분에 결로가 발생하므로 그에 따라 실내환경의 쾌적성을 상당히 저하시킨다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 창호프레임틀의 내측 혹은 외측에 발생되는 결로현상을 면상발열체의 열를 통해 지속적으로 방지하게 되기 때문에 그에 따라 창호시스템의 단열성능을 극대화시키는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 창호프레임틀의 내측 혹은 외측면상에 광전변환부재를 부착하고 이 광전변환부재를 통해 태양열 혹은 주변의 광을 이용하여 축전한후 그 축전된 전기를 면상발열체의 동작전원으로 사용하게 되므로 그에 따라 창호시스템의 파워세이빙특성도 상당히 향상시키는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄 재질의 내측프레임과;

상기 내측프레임과 상호 대칭되게 결합되는 알루미늄 재질의 외측프레임과;

상기 내측프레임 또는 외측프레임 내에 삽입되어 각 부재간 열전도를 차단하는 단열부재와;

상기 내측프레임 또는 외측프레임의 내측면에 일정크기를 갖도록 부착되고 인가된 전원에 의해 발열되는 면상발열체를 포함하여 구성되는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징은 면상발열체가 부착되어 설치된 창호시스템에 구비된 제어모듈이 그 몸체의 일측에 설치된 온도감지센서를 통해 현재 창호시스템의 주변온도를 검출한 후 현재온도가 기준설정온도 이하로 내려가 있는 지를 분석하고 그 대응모드를 실행하는 주변온도 판별과정과;

상기 주변온도 판별과정후에 제어모듈이 창호시스템의 주변온도가 기준설정온도 이하로 내려가 결로현상이 발생될 우려가 있을 경우 면상발열체장치를 통해 면상발열체에 동작전원을 인가하여 창호시스템의 주변온도가 기준설정온도 이상이 되도록 면상발열체를 제어하는 면상발열체 제어과정과;

상기 면상발열체 제어과정후에 제어모듈이 현재의 온도상태나 주변 대기의 상태를 디스플레이를 통해 칼라 문자나 그래픽 혹은 숫자의 형태로 하여 외부로 표시하는 현재온도 표시과정을 포함하여 구성되는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템의 제어방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 창호프레임틀의 외측면 혹은 내측면상에 충분한 크기로 면상발열체를 부착한후 그 면상발열체에 전원을 인가하여 창호프레임틀의 주변 온도를 이슬점 이상으로 상승되게 하므로써, 창호프레임틀의 내측 혹은 외측에 발생되는 결로현상을 면상발열체의 열를 통해 지속적으로 방지하게 되기 때문에 그에 따라 창호시스템의 단열성능을 극대화함은 물론 창호시스템의 사용자편의성도 상당히 향상시키는 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명은 창호프레임틀의 내측 혹은 외측면상에 광전변환부재를 부착하고 이 광전변환부재를 통해 태양열 혹은 주변의 광을 이용하여 축전한후 그 축전된 전기를 면상발열체의 동작전원으로 사용하게 되므로 그에 따라 창호시스템의 파워세이빙특성도 상당히 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 종래 창호시스템의 일례를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명에 의한 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템을 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명의 창호시스템에 면상발열체장치가 장착되는 일례를 설명하는 설명도.
도 4의 (a)는 본발명의 면상발열체장치중 직접코팅발열체를 설명하는 설명도.
(b)는 본발명의 면상발열체장치중 필름발열체를 설명하는 설명도.
(c)는 본발명의 면상발열체장치중 단열재가 추가된 필름발열체를 설명하는 설명도.
도 5는 본 발명의 플로우차트.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명의 창호시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 창호의 창문을 형성하도록 일정크기와 두께를 갖는 유리부재(1)와;

상기 유리부재(1)를 감싸 고정하는 내측 실내공간측에 위치하는 창호형태로 구성되고 그 몸체가 일정규격으로 분할 조립되도록 형성되며, 그 분할된 몸체의 단부에 끼움홈(2a)이 각기 형성되는 알루미늄 재질의 내측프레임(3)과;

상기 내측프레임(3)과 상호 대칭되게 결합되어 실외공간측에 위치하는 창호형태로 구성되고 그 몸체가 일정규격으로 분할 조립되도록 형성되며, 그 분할된 몸체의 단부에 끼움홈(2b)이 각기 형성되는 알루미늄 재질의 외측프레임(4)과;

상기 내측프레임(3)과 외측프레임(4)에 각기 형성된 끼움홈(2a-b)에 그 몸체가 끼워져 각 부재간 열전도를 차단하고, 그 재질이 열전도율이 낮은 플라스틱으로 구성되는 단열부재(5)와;

상기 내측프레임(3)의 내측면에 일정크기를 갖도록 부착되고 인가된 전원에 의해 발열되어 내측프레임(3)의 접촉면과 그 주변부를 가열시키는 면상발열체(6)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 내측프레임(3)과 외측프레임(4)이 상호 결합될 경우 알루미늄 샤시프레임(7)을 형성한다.

그러나, 상기 내측프레임(3)과 외측프레임(4)로 구성되는 알루미늄 샤시프레임(7)은 일체로 형성될 수도 있고 혹은 분할조립될 수도 있다.

또한 상기 면상발열체(6)는 내측 실내공간측에 위치하는 내측프레임(3)의 외측부분에 단열부재(5)를 먼저 부착시킨후 그 위에 면상발열체(6)를 부착시키는 구조로 설치될 수 있다.

더나아가, 상기와 같은 면상발열체(6)의 부착방법중 가장 바람직스러운 것은, 상기 면상발열체(6)가 내측 실내공간측에 위치하는 내측프레임(4)의 내측부분의 단열부재(5)상에 위치하는 구조로 설치되는 것이다.

이에 더하여, 상기 면상발열체(6)는 외측프레임(3)의 내측부분의 단열부재(5)상에 위치하는 구조로 설치될 수도 있다.

여기서, 상기 면상발열체(6)의 부착방법을 모두 단열부재(5)를 먼저 부착하고 그 위에 부착하는 것으로 설명하였으나, 본 발명 면상발열체(6)의 부착방법은 이에 국한되지 않고 단열부재(5)의 부착없이 면상발열체(6)만으로도 접착가능하다.

그리고, 상기 면상발열체(6)의 종류로는 도 4의 (a)와 같이 발열체를 알루미늄 샤시프레임(7)의 접촉면에 직접 코팅(coating)되는 직접코팅발열체(8)와, 도 4의(b)와 같이 절연전극발열필름형태로 구성되는 필름발열체(9)와, 상기 도 4의 (c)와 같이 알루미늄 샤시프레임(7)의 접촉면에 필름발열체(9)를 부착한후 그 위에 단열부재(5)를 추가로 부착시키는 단열제부착 필름발열체(10)로 이루어진다.

이때 상기와 같은 발열체들의 부착공정을 살펴보면, 먼저, 직접코팅발열체(8)는 알루미늄 샤시프레임(7) 혹은 프로파일 커버(7)의 내부면에 아크릴 프리머(Acryl Primer)를 스프레이(spray)를 이용하여 코팅한 후 dry로 건조시키는 제1공정과, 상기 제1공정후에 그 건조된 코팅후에 발열잉크(Ink)를 스프레이로 코팅하고 다시 건조시키는 제2공정과;

상기 제2 공정후에 발열잉크의 위로 구리(Cu)박으로 된 전극필름을 발열층에 부착하여 리벳으로 고정하는 제3공정과;

상기 제3공정후에 전극필름 발열층의 위로 최종 절연층인 Urethane Top Coating층을 스프레이로 코팅하여 건조시킨후 상기 리벳에 전선을 연결하는 제4 공정으로 이루어진다.

그리고, 상기 필름발열체(9)는 절연전극발열필름에 발열코팅층을 Gravure 인쇄기로 인쇄한 후 건조시키는 제1공정과,

상기 제1공정후에 그 건조된 코팅층의 위로 전극층을 Gravure로 인쇄한후 다시 건조시키는 제2공정과,

상기 제2공정후에 그 건조된 층의 위로 점착 Film을 Lami 시키고(절연 점착 Film 한쪽면에는 보호 Film이 붙어 있음) 그 부착된 Film의 끝 부분 중 전극 부위의 절연 점착 부위를 조금 제거한 후, 리벳팅을 하는 제3공정과,

상기 제3공정후에 리벳에 전선을 연결한후 보호 Film을 제거한 후 그 조립된 알루미늄 샤시프레임의 내부로 Film 발열체를 부착하는 제4공정으로 이루어진다.

또한 상기 단열제부착 필름발열체(10)는 상기 필름발열체(9)의 공정과 동일하고, 다만 제4공정후에 점착층이 있는 단열부재(5)를 필름발열체(9)가 붙어 있는 부분에 재단하여 부착하는 제5공정으로 이루어진다.

한편, 상기 알루미늄 샤시프레임(7)의 내측프레임(3) 혹은 외측프레임(4)에는 그 몸체의 일측에 실,내외의 온도를 측정하여 디지털 값으로 출력하는 온도감지센서(11)가 설치된다.

또한 상기 면상발열체(6)에는 면상발열체(6)의 내부에 형성된 전원인가단자(도시안됨)에 발열전원을 인가하는 전원공급부(12)와,

상기 온도감지센서(11)로부터 검출된 입력된 온도데이터값을 기준값과 비교한후 그 차 온도만큼 주변의 온도가 상승하도록 면상발열체(6)에 동작전원을 인가하도록 제어하는 제어부(13)와,

상기 알루미늄 샤시프레임(7)의 일측에 설치되고 제어부(13)에 의해 현재의 온도상태나 주변 대기의 상태를 칼라 문자나 그래픽 혹은 숫자의 형태로 구현시키는 디스플레이(15)로 이루어지는 면상발열체장치(14)가 연결구성된다.

여기서, 상기와 같은 본 발명 장치의 조립상태를 도 3를 참고로 살펴보면, 먼저, 내측프레임(3)과 외측프레임(4)을 서로 인접시켜 결합시키게되는데, 이과정에서 내측프레임(3)의 끼움홈(2a)과 외측프레임(4)의 끼움홈(2b)에 단열부재(5)를 끼워 결합시킨후 유리부재(1)를 그 조립된 알루미늄 샤시프레임(7)에 삽입하여 결합시킨다.

이때, 상기와 같이 알루미늄 샤시프레임(7)의 조립이 완료된 상태에서 그 내측프레임(3)의 면상에 단열부재(5)를 먼저 부착한후 그 위에 벽지를 바르듯이 일정크기를 갖는 면상발열체(3)를 부착시켜 조립을 완료할 수도 있다.

상기와 같은 면상발열체의 부착방법중 가장 바람직스러운 것은, 상기와 같이 알루미늄 샤시프레임(7)를 완전히 조립하기전에 내측프레임(3)의 내부면(도 3의 “I”)에 단열부재(5)를 먼저 부착한후 그 위에 벽지를 바르듯이 일정크기를 갖는 면상발열체(3)를 부착시켜 조립을 완료하는 것이다.

다음에는 상기와 같은 구성으로 된 본 발명시스템의 제어방법을 설명한다.

본 발명의 방법은 도 6에 도시된 바와 같이 초기상태(S1)에서 면상발열체가 부착되어 설치된 창호시스템에 구비된 제어부가 그 몸체의 일측에 설치된 온도감지센서를 통해 현재 창호시스템의 주변온도를 검출한 후 현재온도가 기준설정온도 이하로 내려가 있는 지를 분석하고 그 대응모드를 실행하는 주변온도 판별과정(S2)과;

상기 주변온도 판별과정(S2)후에 제어모듈이 창호시스템의 주변온도가 기준설정온도 이하로 내려가 결로현상이 발생될 우려가 있을 경우 면상발열체장치를 통해 면상발열체에 동작전원을 인가하여 창호시스템의 주변온도가 기준설정온도 이상이 되도록 면상발열체를 제어하는 면상발열체 제어과정(S3)과;

상기 면상발열체 제어과정(S3)후에 제어부가 현재의 온도상태나 주변 대기의 상태를 디스플레이를 통해 칼라 문자나 그래픽 혹은 숫자의 형태로 하여 외부로 표시하는 현재온도 표시과정(S4)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 면상발열체 제어과정(S3)의 기준설정온도는 이슬점온도이다.

다시말해서, 상기와 본 발명 창호시스템의 동작은 먼저, 면상발열체(6)가 부착되어 설치된 창호시스템(16)에 구비된 제어부(13)가 그 몸체의 일측에 설치된 온도감지센서(11)를 통해 현재 창호시스템(16)의 주변온도를 검출되게 한다. 그리고 상기 제어부(13)가 그 검출한 창호시스템(16)의 현재온도가 기준설정온도 즉, 이슬점 온도 이하로 내려가 있는 지를 분석한다.

이때 상기 제어부(16)는 그 검출한 창호시스템(16)의 현재온도가 기준설정온도 즉, 이슬점 온도 이하로 내려가지 않았을 경우 현재의 상태를 그대로 유지시킨다.

그러나 상기 제어부(16)는 창호시스템(16)의 주변온도가 기준설정온도 즉, 이슬점 온도 이하로 내려가 결로현상이 발생될 우려가 있다고 판단될 경우 현재 온도가 기준값과의 차온도가 얼마인지를 산출한다. 그리고 상기 제어부(13)는 그 차 온도만큼 창호시스템(16)의 주변의 온도가 상승하도록 전원공급부(12)를 통해 면상발열체(6)에 동작전원을 인가한다. 그러면 상기 면상발열체(6)는 그 인가된 동작전원에 따라 발열을 시작하여 그 부착되어 있는 내측 실내공간측에 위치하는 알루미늄 샤시프레임(7)의 내측프레임(3)의 외측면, 더욱 바람직스럽게는 그 내측면에서 시작하여 주변의 온도를 서서히 가열시킨다.

한편 상기 과정중에 제어부(13)는 온도감지센서(11)를 통해 계속 체킹한 결과 창호시스템(16)의 주변온도가 기준설정온도 즉, 이슬점 온도 이상으로 상승하였을 경우에는 면상발열체(6)로 인가되는 전원을 차단시키는 반면, 아직 이슬점 온도 이하로 있을 경우에는 계속 면상발열체(6)를 통해 주변을 가열시킨다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 면상발열체에 의한 가열과정을 통해 창호시스템에는 결로현상이 발생되지않고 그 주변은 항상 쾌적한 상태로 유지된다.

더 나아가, 상기와 같은 과정중에 제어부(13)는 현재의 온도상태나 주변 대기의 상태를 창호시스템(16)의 일측 몸체에 설치된 디스플레이(15)를 통해 칼라 문자나 그래픽 혹은 숫자의 형태로 하여 외부로 표시하므로 사용자가 창호시스템(16)의 주변대기상태를 효과적으로 파악하게 할 수 있다.

1 : 유리부재 2a-b: 끼움홈
3 : 내측프레임 4 : 외측프레임
5 : 단열부재 6 : 면상발열체
7 : 알루미늄 샤시프레임 8 : 직접코팅발열체
9 : 필름발열체 10: 단열제 추가 필름발열체
11: 온도감지센서 12: 전원공급부
13: 제어부 14: 면상발열체장치
15: 디스플레이 16: 창호시스템

Claims (6)

1. 알루미늄 재질의 내측프레임과;
   상기 내측프레임과 상호 대칭되게 결합되는 알루미늄 재질의 외측프레임과;
   상기 내측프레임 또는 외측프레임 내에 삽입되어 각 부재간 열전도를 차단하는 단열부재와;
   상기 내측프레임 또는 외측프레임의 내측면에 일정크기를 갖도록 부착되고 인가된 전원에 의해 발열되는 면상발열체를 포함하여 구성되는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 면상발열체는 발열체를 알루미늄 샤시프레임의 접촉면에 직접 코팅(coating)되는 직접코팅발열체; 절연전극발열필름형태로 구성되는 필름발열체; 알루미늄 샤시프레임의 접촉면에 상기 필름발열체를 부착한후 그 위에 단열재를 추가로 부착시키는 단열제부착 필름발열체;중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기면상발열체는 외측프레임의 내측부분의 단열부재상에 위치하는 것을 것을 특징으로 하는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 면상발열체는 내측 실내공간측에 위치하는 내측프레임의 내측부분의 단열부재상에 위치하는 것을 특징으로 하는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 내측프레임 혹은 외측프레임에는 그 몸체의 일측에 실,내외의 온도를 측정하여 디지털 값으로 출력하는 온도감지센서가 설치되고;
   상기 면상발열체에는 면상발열체의 내부에 형성된 전원인가단자에 발열전원을 인가하는 전원공급부와,
   상기 온도감지센서로부터 검출된 입력된 온도데이터값을 기준값과 비교한후 그 차 온도만큼 주변의 온도가 상승하도록 면상발열체에 동작전원을 인가하도록 제어하는 제어부와,
   상기 제어부에 의해 현재의 온도상태나 주변 대기의 상태를 칼라 문자나 그래픽 혹은 숫자의 형태로 구현시키는 디스플레이를 포함하는 면상발열체장치가 연결구성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템.
6. 면상발열체가 부착되어 설치된 창호시스템에 구비된 제어모듈이 그 몸체의 일측에 설치된 온도감지센서를 통해 현재 창호시스템의 주변온도를 검출한 후 현재온도가 기준설정온도 이하로 내려가 있는 지를 분석하고 그 대응모드를 실행하는 주변온도 판별과정과;
   상기 주변온도 판별과정후에 제어모듈이 창호시스템의 주변온도가 기준설정온도 이하로 내려가 결로현상이 발생될 우려가 있을 경우 면상발열체장치를 통해 면상발열체에 동작전원을 인가하여 창호시스템의 주변온도가 기준설정온도 이상이 되도록 면상발열체를 제어하는 면상발열체 제어과정과;
   상기 면상발열체 제어과정후에 제어모듈이 현재의 온도상태나 주변 대기의 상태를 디스플레이를 통해 칼라 문자나 그래픽 혹은 숫자의 형태로 하여 외부로 표시하는 현재온도 표시과정을 포함하여 구성되는 면상발열체장치를 이용한 알루미늄 창호시스템의 제어방법.
   
   
   
   

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