WO2010137800A2 - 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널 - Google Patents

상전이물질을 이용한 건축용 난방패널 Download PDF

Info

Publication number
WO2010137800A2
WO2010137800A2 PCT/KR2010/002391 KR2010002391W WO2010137800A2 WO 2010137800 A2 WO2010137800 A2 WO 2010137800A2 KR 2010002391 W KR2010002391 W KR 2010002391W WO 2010137800 A2 WO2010137800 A2 WO 2010137800A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase change
change material
heat
phase
porous body
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/002391
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010137800A3 (ko
Inventor
김규호
이장목
염태용
박상균
Original Assignee
Kim Kyu Ho
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kim Kyu Ho filed Critical Kim Kyu Ho
Publication of WO2010137800A2 publication Critical patent/WO2010137800A2/ko
Publication of WO2010137800A3 publication Critical patent/WO2010137800A3/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00—Electric heating systems
    • F24D13/02—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
    • F24D13/022—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00—Electric heating systems
    • F24D13/02—Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/002—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release using electrical energy supply
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/10—Heat storage materials, e.g. phase change materials or static water enclosed in a space
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present invention relates to a regenerative heating technology, and more particularly, a phase change material (PCM) is a three-dimensional porous body (fabric paper, porous plate, honeycomb structured panel, support type projection board, support type wrinkle plate and Impregnated with a sponge, etc.) and arranged on the upper and lower surfaces of the heat transfer plate, and then a heating panel having a closed structure is manufactured to finish the heating by absorbing and dissipating heat due to the phase transition of the phase change material (PCM).
  • PCM phase change material
  • the present invention relates to a building heating panel using a phase change material.
  • the ondol structure according to the prior art as described above has a disadvantage in that the amount of energy required for heating is excessively entered, the importance of the research and development of low-energy using technology aiming at this aspect is the current reality.
  • the energy use technology that should consider the environmental aspects is a matter of whether the product to be used in the future has less impact on the environment, as well as the issue between the producers and consumers of the product.
  • phase change material Phase Changing Materials
  • three-dimensional porous body fabric paper, porous plate, honeycomb structure panel, support type projection board,
  • PCM Phase Changing Materials
  • the purpose is to provide a heating panel.
  • Another object of the technology according to the present invention is to impregnate a phase changing material (PCM) into a three-dimensional porous body (fabric paper, porous plate, honeycomb structured panel, support type projection board, support type wrinkle plate and sponge, etc.).
  • PCM phase changing material
  • a heating panel having a structure to heat through the heat transfer plate to ensure the stability of the floor cooling and heating temperature and to facilitate the construction of the floor.
  • the technique according to the present invention by impregnating a phase change material (PCM) into a three-dimensional porous body (fabric paper, porous plate, honeycomb structured panel, support type projection board, support type wrinkle plate and sponge, etc.)
  • PCM phase change material
  • the building heating panel using the phase change material according to the present invention is a heating plate which is formed by the plug terminal and the socket terminal for electrically connecting to both sides to generate heat by the application of power;
  • a three-dimensional porous body formed in a size corresponding to the heat transfer plate and arranged on the top and bottom surfaces of the heat transfer plate;
  • a finishing panel covering the outside of the three-dimensional porous body impregnated with phase-transfer substances on the upper and lower surfaces of the heat transfer plate to seal the inside thereof.
  • the surface of the heat transfer plate may be made of a coating or ceramic coating for radiating radiant heat.
  • phase change material constituting the present invention may be composed of one or a mixture of two selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide and polyvinyl alcohol.
  • a radical scavenger consisting of phenols, amines, or mixtures thereof is mixed at a ratio of 0.001 to 20% by weight based on the total amount of the phase change material to block contact between the phase change material and oxygen. Can be done.
  • the phase transition material according to the present invention is a pellet having a diameter of 1 to 20 mm composed of one or a mixture of two or more selected from ceramics that emit far infrared rays, ceramics containing trace amounts of radioactive materials, magnets, and tourmalines. It may be mixed at a ratio of 5 to 20% by weight based on the total amount of.
  • a phase change material is a three-dimensional porous body (fabric paper, porous plate, honeycomb structured panel, support type projection board, support type wrinkle plate and sponge, etc.). ) By manufacturing a heating panel impregnated and heated through a heat transfer plate, it is possible to obtain low energy use and excellent eco-friendliness through high heat storage density with excellent pressure resistance.
  • PCM phase change material
  • the technique according to the present invention by impregnating a phase change material (PCM) into a three-dimensional porous body (fabric paper, porous plate, honeycomb structured panel, support type projection board, support type wrinkle plate and sponge, etc.) It is possible to reliably and long-term reuse by manufacturing the heating panel of the structure heated by the heat transfer plate.
  • PCM phase change material
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a building heating panel using a phase change material according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a building heating panel using a phase change material according to the present invention.
  • Figure 3 is a plan view showing the installation of a building heating panel using a phase change material according to the present invention.
  • Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view showing a building heating panel using a phase change material according to the present invention.
  • Heating panel 110 Heating plate
  • the building heating panel 100 using the phase change material according to the present invention has a plug terminal 112 and a socket terminal 114 for electrically connecting to both sides to form a power supply.
  • the heat-transfer plate 110 and the heat-transfer plate 110 are formed to have a size corresponding to the heat-transfer plate 110 and are impregnated in the three-dimensional porous body 120 and the three-dimensional porous body 120 arranged on the upper and lower surfaces of the heating plate.
  • the phase change material 130 is formed on the upper and lower surfaces of the polymer phase change material 130 and the heat transfer plate 110, which accumulate heat in the process of changing to the gel phase and release the accumulated heat. Covering the outside of the impregnated three-dimensional porous body 120 is made of a configuration of the closing panel 140 to seal the inside.
  • the building heating panel 100 using the phase change material according to the present invention configured as described above is a three-dimensional porous body arranged on the upper and lower surfaces of the heat transfer plate 110 when the heating plate 110 is heated by application of power.
  • the phase change material 130 impregnated on the 120 accumulates heat in a process of changing into a gel phase. As such, the floor heating may be maintained for a long time by accumulating heat in the process of changing the phase change material 130 to the gel phase by heating the heat transfer plate 110.
  • phase change material 130 is changed to a solid phase in the process of heat dissipation.
  • the phase change material 120 is composed of one or two selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide and polyvinyl alcohol.
  • polyethylene glycol is changed into a gel phase when heated with a polymer material having a chemical structure of 50,000 g / mol or less of H-[-O-CH2-CH2-] n-OH.
  • polyethylene glycol accumulates heat in the process of changing into a gel phase by heating, and releases heat accumulated in the process of cooling and solidifying, and thus it is possible to repeatedly use it as a heating material.
  • the polyethylene glycol as described above used in the present invention is about 200 ⁇ 20,000g / mol
  • the melting temperature is increased as the molecular weight is increased, it is possible to set a wide melting temperature according to the selection of molecular weight Therefore, it is possible to manufacture a building heating panel 100 having a heating temperature to be applied according to the selection of the appropriate molecular weight of polyethylene glycol.
  • polyethylene glycol since the phase separation does not occur, heat is accumulated stably, and heat storage of heat is also stable and heat storage density is high and heat storage density is high, so that about 40 cal or 1 g of polyethylene glycol can be accumulated.
  • polyethylene glycol has a high stability enough to be used for cosmetic additives and medical use, and also can be mass-produced at a low price.
  • the phase change material 130 is formed in a closed structure through the finishing panel 140 to prevent contact with oxygen to prevent contact with oxygen, as well as phenols or amines or mixtures thereof in the phase change material 130.
  • Radical scavenger was mixed to configure the phase transition material 130 and the contact of oxygen can be blocked.
  • the radical scavenger is mixed at a ratio of 0.001 to 20% by weight based on the total amount of the phase change material 130. Suitably it mixes in the ratio of 0.01-5 weight%.
  • the heating panel 100 for construction having a structure in which the thermal capture material impregnated in the three-dimensional porous body 120 by mixing the radical scavenger 130 is sealed using the finishing panel 140.
  • the finishing panel 140 not only can it be repeatedly used, of course, it is possible to set a wide range of heat storage temperature, and also it can be applied to cold storage by cooling and solidifying by cooling and cooling.
  • the heat transfer plate 110 is configured to heat the three-dimensional porous body 120 through heating by application of power so that the heat storage in the phase change process to the phase-transfer material 130 impregnated in the three-dimensional porous body 120.
  • the heat transfer plate 110 is made of a plate size of a predetermined size, as shown in Figures 1 to 4, but the plug terminal 112 and the socket terminal 114 for electrically connecting the building heating panel 100 to each other manufactured ) Is configured.
  • the heat transfer plate 110 as described above may be made of a heating line or a heating plate of the planar heating element structure arranged in a planar heating element structure using the electrical resistance.
  • the surface of the heat transfer plate 110 is made of a structure in which a coating or ceramic coating for radiating radiant heat is formed.
  • the surface temperature of the heat transfer plate made of a coating or ceramic coating radiating radiant heat has an exothermic property of about 80 ⁇ 200 °C.
  • the three-dimensional porous body 120 constituting the building heating panel 100 of the present invention is to impregnate the phase transition material 130 to be described later to be stably maintained in the interior of the finishing panel 140, such a three-dimensional
  • the porous body 120 is made of a size corresponding to the heat transfer plate 110 as shown in Figures 1 to 4, but is made of a structure that is arranged on the top and bottom surfaces of the heat transfer plate 110, respectively.
  • the three-dimensional porous body 120 to impregnate the phase-transfer material 130 to be stably maintained in the interior of the finishing panel 140, as described above is a textile paper, porous plate, honeycomb, support plate-shaped projections, support It may be made of any one selected from the form of wrinkles and sponge.
  • the three-dimensional porous body 120 may be formed of a molded body of a selected one of a woven paper, a porous plate, a honeycomb, a support plate-shaped protrusion plate, a support plate-type corrugated plate and a sponge.
  • the heat transfer plate 110 in a state in which the phase-transfer material 130 is impregnated in the three-dimensional porous body 120 formed of a woven paper, a porous plate, a honeycomb, a support-like protrusion plate, a support-type corrugated plate, or a sponge or a molded product thereof.
  • the mold can be stably maintained inside the finishing panel 140 so that the mold is maintained by the three-dimensional porous body 120. do.
  • the woven paper may be any of natural fibers such as cotton and hemp, synthetic fibers such as polyethylene, and metal fibers such as stainless steel, but preferably woven into fibers. It can be said that it is better.
  • the material of the three-dimensional porous body 120 may be any material such as an organic material such as plastic, an inorganic material such as ceramics or ceramics, or a metal such as stainless steel, and of course, a honeycomb, sponge type, or bumpy surface. Any sheet or the like may be used.
  • the light weight and durable, as well as the phase transition material 130 to be impregnated it is preferable that a large amount of heat storage per unit weight.
  • Phase transition material 130 constituting the building heating panel 100 of the present invention is to accumulate heat by heating the heat transfer plate 110 to heat the floor, this phase transition material 130 is shown in FIGS. 3D porous body 120 made of a woven paper, a porous plate, a honeycomb, a support plate-like protrusion, a support plate-like corrugated plate or a sponge or a molded article thereof arranged on the upper and lower surfaces of the heat transfer plate 110 as shown. Impregnated in
  • phase change material 130 is a phase change material (Phase Change Material: PCM), which is a phase change material, such as water, used in space suits to protect astronauts from extreme temperature variations in space. done. These PCMs become liquids, storing excess heat at high temperatures, and solids, releasing the stored heat at low temperatures. It's like paraffin melting at high temperature and then solidifying at low temperature.
  • PCM Phase Change Material
  • the phase change material 130 as described above may be made of one or a mixture of two selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide and polyvinyl alcohol.
  • the phase change material 130 is a polymer that frequently has hydroxyl groups, among which polyethylene glycol, polyethylene oxide, and polyethylene alcohol are not only inexpensive, but also easy to purchase and have advantages.
  • the polyethylene glycol As described above, among the phase change materials 130, polyethylene glycol having various molecular weights was used.
  • the polyethylene glycol may be used in the form of a slurry by mixing with various fluids such as silicone oil, and of course, it is possible to use a mixture of a plurality of polyethylene glycols having a high melting point and a low one.
  • the mixture is not too hard even at low temperatures, and the fluid exists even when heated and regenerated, so that the heat conduction efficiency is increased, making melting and heat storage easier. .
  • a radical scavenger consisting of phenols, amines or mixtures thereof is mixed at a ratio of 0.001 to 20% by weight based on the total amount of the phase change material to block contact between the phase change material and oxygen. It can be configured to be.
  • the radical scavenger is to prevent the phase transition material 130 from oxidizing and aging, and a variety of products are also produced and sold.
  • phenols such as phenol, cresol, hydrokinone, catechol, anisole, chisylenol, t-butyl-p-cresol, n-nitro sonirin, n-nitrosoamine, phenylene giamine and ethylene giamine And amines and derivatives thereof are most preferred in terms of price and purchase.
  • the above-described radical scavenger of phenols, amines and derivatives thereof may be added to the phase change material 130, followed by stirring and mixing.
  • the material may be heated and melted in the phase change material 130. These may be dissolved and mixed. In addition, it may be mixed with the fluid and added to the phase change material 130 in a slurry state.
  • Such radical scavenging agents may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the amount of the radical scavenger added to the phase transfer material 130 is added within the range of 0.001 to 20% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight.
  • it is possible to adjust the amount of use such as increasing the amount of use if the period of use is long, depending on the period of use of the heat storage body impregnated with the phase-transfer material 130 in the three-dimensional porous body 120.
  • the phase change material 130 as described above includes a pellet having a diameter of 1 to 20 mm consisting of one or a mixture of two or more selected from ceramics that emit far infrared rays, ceramics containing trace amounts of radioactive materials, magnets, and tourmalines. 150) may be mixed at a ratio of 5 to 20% by weight based on the total amount of the phase change material 130.
  • the shape of the pellet 150 may be any spherical shape or cylindrical shape.
  • pellets 150 By mixing the pellets 150 to add functionality other than heating to the phase change material 130 as described above to further improve the heat storage effect or to obtain the antibacterial effect and health supplement function through the radiation of far-infrared rays. .
  • the finishing panel 140 constituting the building heating panel 100 of the present invention is to cover and finish the heat transfer plate 110 and the three-dimensional porous body 120 and the phase-transfer material 130, such a finishing panel 140 As shown in FIGS. 1 to 4, the heat transfer plate 110, the three-dimensional porous body 120, and the phase change material 130 are accommodated therein and sealed.
  • the finishing panel 140 is preferably made of a material that does not pass water or steam therein.
  • the finishing panel 140 should be made of a completely sealed structure so that water or steam does not flow into the interior. As such, water or steam is not introduced into the finishing panel 140 to prevent contact with the phase change material 130 to prevent the phase change material 130 from changing into an aqueous solution state through contact with water or water vapor. There is a number.
  • the finishing panel 140 is made of a material that does not pass water or steam, and of course, it is completely sealed so that water or steam does not flow into the interior of the finishing panel 140. It is very important to let them.
  • the inside of the finishing panel 140 is completely sealed so that oxygen is not introduced. That is, when oxygen is introduced into the interior of the finishing panel 140 to make contact with the introduced oxygen and the phase change material 130, the phase change material 130 undergoes an oxidizing action to rapidly generate heat storage. Since it is lost, the structure that completely seals the interior of the finishing panel 140 can be said to be very important.
  • the building heating panel 100 using the phase change material according to the present invention having the structure as described above is preferably in the form of a rectangular prefabricated panel in consideration of ease of construction and ease of handling.
  • the construction of the plug terminal 112 and the socket terminal 114 is made of a structure that can be electrically connected to the building heating panel 100 to be constructed adjacent to the construction at the same time as the construction of the building heating panel 100.
  • 500 g of polyethylene glycol having a molecular weight of 4,000 and 10 g of t-butyl-p-cresol were mixed with 100 g of polyethylene glycol having a molecular weight of 400 to impregnate a mixture of the phase-transfer material 130, which was heated and melted, onto woven vinyl paper. It was enclosed in an envelope of a copolymer resin and sealed for 5 minutes in a 500W home microwave oven.
  • the phase change material 130 according to the present invention has a very good heat storage function.
  • 500g of polyethylene glycol having a molecular weight of 5,000g and 5g of n-phenyl-n-hexylhexyl-p-phenylenediamine were mixed to heat and melt the phase-transfer material 130 in width, length, and height of 400 mm, 150 mm, and 25 mm, respectively. After filling the empty PP container with no gaps and sealing it, it was immersed in boiling water for 5 minutes and then taken out to check the temperature of the container. The surface measurement temperature after 3 hours showed 45 ° C.
  • the building heating panel 100 using the phase change material according to the present invention has a very good heat storage function.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Floor Finish (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널에 관한 것으로, 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 내압성이 우수한 높은 축열밀도를 통해 저렴한 에너지의 사용과 우수한 친환경성을 얻을 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 양측에 상호 전기적으로 연결시키기 위한 플러그단자와 소켓단자가 형성되어 전원의 인가에 의해 발열하는 전열판; 전열판에 대응하는 크기로 형성되어 전열판의 상·하부면 상에 배열되는 3차원 다공체; 3차원 다공체에 함침되어지되 가열에 의해 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 열을 축적하는 한편 축적한 열의 방출하는 과정에서 고상으로 변화하는 고분자의 상전이물질; 및 전열판의 상·하부면에 상전이물질이 함침된 3차원 다공체의 외부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 마감패널을 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

상전이물질을 이용한 건축용 난방패널
본 발명은 축열 난방 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판의 상·하부면 상에 배열한 후 마감패널을 이용하여 밀폐시킨 구조의 난방패널을 제조함으로써 상전이물질(PCM)의 상전이에 의한 열의 흡수와 방출을 이용하여 난방을 할 수 있도록 한 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널에 관한 것이다.
일반적으로 국내에서 널리 사용되어온 종래의 건축기법에 따른 난방방식은 구들과 같은 온돌 방식이 가장 폭넓게 사용되어 왔음은 주지의 사실이다. 아울러, 이러한 온돌방식은 작금에 이르기까지 발전에 발전을 거듭하여 다양한 온돌구조가 개발되었음은 주지하는 바와 같다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 기술에 따른 온돌구조의 난방방식은 장시간에 걸쳐 바닥에 에너지를 직접적으로 공급하여야 하기 때문에 기름값이 치솟고 있는 대다수의 사용자에게는 이에 수반되는 에너지의 소비량 또한 상당한 부담이 되는 것이 가장 큰 단점으로 대두되고 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 종래의 기술에 따른 온돌구조는 난방에 필요한 에너지의 사용량이 과다하게 들어가는 단점이 있어 이러한 측면을 겨냥한 저에너지 사용기술에 대한 연구개발의 중요성이 이슈화되고 있는 것이 작금의 현실이다. 또한, 환경적인 측면을 고려해야 하는 에너지 사용기술은 앞으로 사용하고자 하는 제품이 환경에 영향을 적게 주는가 하는 부분 또한 제품의 생산자는 물론 소비자들 간에도 이슈가 되고 있음은 물론이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 내압성이 우수한 높은 축열밀도를 통해 저렴한 에너지의 사용과 우수한 친환경성을 얻을 수 있도록 하는 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 바닥 냉난방온도의 안정성 확보와 바닥시공을 보다 용이하게 할 수 있도록 함에 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 안정적으로 장기적인 재사용이 가능하도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널은 양측에 상호 전기적으로 연결시키기 위한 플러그단자와 소켓단자가 형성되어 전원의 인가에 의해 발열하는 전열판; 전열판에 대응하는 크기로 형성되어 전열판의 상·하부면 상에 배열되는 3차원 다공체; 3차원 다공체에 함침되어지되 가열에 의해 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 열을 축적하는 한편 축적한 열을 방출하는 과정에서 고상으로 변화하는 고분자의 상전이물질; 및 전열판의 상·하부면에 상전이물질이 함침된 3차원 다공체의 외부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 마감패널을 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 전열판의 표면에는 복사열을 방사하는 도료 또는 세라믹 코팅이 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명을 구성하는 상전이물질은 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리비닐알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 선택된 2종의 혼합물로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상전이물질에는 페놀류나 아민류 또는 이들의 혼합물로 이루어진 라디컬 포착제가 상전이물질의 총량에 대하여 0.001∼20 중량%의 비율로 혼합되어 상전이물질과 산소의 접촉이 차단될 수 있도록 구성되어질 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 상전이물질에는 원적외선을 방사하는 세라믹, 미량의 방사선물질을 함유한 세라믹, 자석 및 전기석 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 직경 1∼20mm의 펠릿(Pellet)이 상전이물질의 총량에 대하여 5∼20 중량%의 비율로 혼합될 수 있다.
본 발명의 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널에 따르면 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 내압성이 우수한 높은 축열밀도를 통해 저렴한 에너지의 사용과 우수한 친환경성을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 기술의 다른 효과로는 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 바닥 냉난방온도의 안정성 확보와 바닥시공을 보다 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 상전이물질(PCM : Phase Changing Materials)을 3차원 다공체(직물지, 다공질판, 허니컴 구조의 패널, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 등)에 함침시켜 전열판을 통해 가열시키는 구조의 난방패널을 제조함으로써 안정적으로 장기적인 재사용이 가능하다는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널을 보인 분리 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널을 보인 결합 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널의 설치를 보인 평면 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널을 보인 종단면 구성도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
100. 난방패널 110. 전열판
112. 플러그단자 114. 소켓단자
120. 전열판 130. 상전이물질
140. 마감패널 150. 펠릿
이하에는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널(100)은 양측에 상호 전기적으로 연결시키기 위한 플러그단자(112)와 소켓단자(114)가 형성되어 전원의 인가에 의해 발열하는 전열판(110), 전열판(110)에 대응하는 크기로 형성되어 전열판의 상·하부면 상에 배열되는 3차원 다공체(120), 3차원 다공체(120)에 함침되어지되 가열에 의해 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 열을 축적하는 한편 축적한 열의 방출하는 과정에서 고상으로 변화하는 고분자의 상전이물질(130) 및 전열판(110)의 상·하부면에 상전이물질(130)이 함침된 3차원 다공체(120)의 외부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 마감패널(140)의 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널(100)은 전원의 인가에 의해 전열판(110)의 가열이 이루어지면 전열판(110)의 상·하부면 상에 배열된 3차원 다공체(120) 상에 함침된 상전이물질(130)이 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 열을 축적하게 된다. 이처럼 전열판(110)의 가열에 의해 상전이물질(130)이 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 열을 축적함으로써 바닥 난방을 오랫동안 유지시킬 수가 있다.
한편, 전술한 바와 같이 전열판(110)의 가열에 의해 상전이물질(130)이 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 3차원 다공체(120)에 열이 축적된 후에 전열판(110)에 인가된 전원을 차단하더라도 상전이물질(130)과 3차원 다공체(120)로 이루어진 축열체로부터 방열이 이루어지면서 바닥을 난방하게 된다. 이때, 방열이 이루어지는 과정에서 상전이물질(130)은 고상으로 변화되어진다.
전술한 바와 같은 건축용 난방패널(100)의 구성에서 상전이물질(120)은 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리비닐알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 선택된 2종의 혼합물로 이루어진다. 특히, 폴리에틸렌글리콜은 H-[-O-CH2-CH2-]n-OH의 분자량 50,000g/mol 이하의 화학적 구조를 가지고 있는 고분자 재료로써 가열하게 되면 겔(Gel) 상으로 변화된다. 이처럼 가열에 의해 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 폴리에틸렌글리콜은 열을 축적하게 되고, 냉각되어 응고되는 과정에서 축적된 열을 방출시키게 되므로 난방재로써 반복적인 이용이 가능한 장점이 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 폴리에틸렌글리콜은 본 발명에서는 200∼20,000g/mol 정도의 것을 사용하였으며, 분자량이 증대됨에 따라 융해온도가 상승하는 특징이 있어 분자량의 선택에 따라서 폭넓은 융해온도의 설정이 가능하므로 폴리에틸렌글리콜의 알맞은 분자량의 선택에 따라 적용하고자 하는 난방온도를 갖는 건축용 난방패널(100)을 제조할 수가 있다.
전술한 바와 같은 폴리에틸렌글리콜의 경우 상분리 현상이 생기지 않으므로 열의 축적이 안정적으로 이루어지며, 축열된 열의 방열 또한 안정적이고 축열밀도가 높아 폴리에틸렌글리콜 1g당 약 40cal나 열을 축적시킬 수가 있다. 그리고, 이러한 폴리에틸렌글리콜은 화장품의 첨가제 및 의료용으로도 사용될 정도로 안정성이 높고, 가격 또한 저렴하여 대량생산이 가능하다는 장점이 있다.
반면, 전술한 바와 같이 폴리에틸렌글리콜은 산소와 접촉되는 환경에서 실제로 사용을 하게 되면 가열과 냉각이 반복되면서 단시간에 노화하여 축열 능력이 급속히 저하되는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 상전이물질(130)이 산소와 접촉되지 않도록 마감패널(140)을 통해 밀폐구조로 형성하여 산소와의 접촉을 방지함은 물론 상전이물질(130)에 페놀류나 아민류 또는 이들의 혼합물로 이루어진 라디컬 포착제를 혼합하여 상전이물질(130)과 산소의 접촉이 차단될 수 있도록 구성하였다. 이때, 라디컬 포착제는 상전이물질(130)의 총량에 대하여 0.001∼20 중량%의 비율로 혼합된다. 적당하게는 0.01∼5 중량%의 비율로 혼합된다.
전술한 바와 같이 라디컬 포착제를 상전이물질(130)에 혼합하여 3차원 다공체(120)에 함침시킨 축열체를 마감패널(140)을 이용하여 밀폐시킨 구조의 건축용 난방패널(100)을 제조함으로써 지속적으로 반복사용할 수 있음은 물론, 폭넓은 축열온도의 설정이 가능하고, 또한 냉각 응고시켜 축냉시킴으로써 보냉에도 응용이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명에 다른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널(100)을 구성하는 각각의 구성요소를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전열판(110)은 전원의 인가에 의한 가열을 통해 3차원 다공체(120)를 가열함으로써 3차원 다공체(120)에 함침된 상전이물질(130)에 상변화 과정에서 축열이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로, 이러한 전열판(110)은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 일정크기의 판상으로 이루어지되 제조되는 건축용 난방패널(100) 상호를 전기적으로 연결하기 위한 플러그단자(112)와 소켓단자(114)가 구성되어진다.
한편, 전술한 바와 같은 전열판(110)으로는 전기저항을 이용한 면상발열체 구조로 배열된 발열선 또는 면상발열체 구조의 발열판 등으로 이루어질 수 있다. 이때, 전열판(110)의 표면에는 복사열을 방사하는 도료 또는 세라믹 코팅이 형성되는 구조로 이루어진다. 이처럼 복사열을 방사하는 도료 또는 세라믹 코팅이 이루어진 전열판의 표면온도는 80∼200℃ 정도의 발열 특성을 갖는다.
본 발명의 건축용 난방패널(100)을 구성하는 3차원 다공체(120)는 후술하는 상전이물질(130)을 함침시켜 마감패널(140)의 내부에 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위한 것으로, 이러한 3차원 다공체(120)는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 전열판(110)에 대응하는 크기로 이루어지되 전열판(110)의 상부면과 하부면 상에 각각 배열되는 구조로 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같이 상전이물질(130)을 함침시켜 마감패널(140)의 내부에 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 3차원 다공체(120)는 직물지, 다공질판, 허니컴, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 3차원 다공체(120)는 직물지, 다공질판, 허니컴, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 및 스펀지 중 선택된 것의 성형체로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이 직물지, 다공질판, 허니컴, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 또는 스펀지나 이들의 성형체로 이루어진 3차원 다공체(120)에 상전이물질(130)이 함침된 상태에서 전열판(110)에 의한 가열이 이루어지는 경우 상전이물질(130)은 고상에서 겔(Gel) 상으로 변화되더라도 3차원 다공체(120)에 의해 그 형이 유지되도록 마감패널(140)의 내부에 안정적으로 유지될 수가 있게 된다.
아울러, 전술한 바와 같은 3차원 다공체(120)를 구성하는 재질 중에서도 직물지는 면이나 마 등의 천연섬유나 폴리에틸렌 등의 합성섬유 및 스테인리스 등의 금속섬유 등 어떠한 것이라도 상관없으나 바람직하게는 섬유로 직조된 것이 보다 양호하다 할 수 있다. 그리고, 3차원 다공체(120)의 재질은 플라스틱 등의 유기물이나 도자기 및 세라믹 등의 무기 또는 스테인리스 등의 금속 등 어떠한 재질도 상관없음은 물론, 그 형태가 허니컴이나 스펀지 형이나 표면이 울퉁불퉁한 돌기가 있는 시트 등의 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 그러나, 중량이 가벼운면서도 튼튼한 것이여야 함은 물론, 상전이물질(130)을 함침시켜야 하므로 단위 중량당 축열량이 많은 구조가 바람직하다.
본 발명의 건축용 난방패널(100)을 구성하는 상전이물질(130)은 전열판(110)의 가열에 의해 열을 축적하여 바닥을 난방시키기 위한 것으로, 이러한 상전이물질(130)은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 전열판(110)의 상부면과 하부면 상에 배열되는 직물지, 다공질판, 허니컴, 지지대 형태의 돌기판, 지지대 형태의 주름판 또는 스펀지나 이들의 성형체로 이루어진 3차원 다공체(120)에 함침되어진다.
전술한 바와 같은 상전이물질(130)이란 상변화 물질로서 물처럼 그 상태가 온도에 따라 변하는 물질(Phase Change Material : PCM)을 말하는데, 우주에서의 극심한 온도 편차로부터 우주 비행사들을 보호하기 위해 우주복 등에 사용됐다. 이러한 PCM은 고온에서 과잉 열기를 저장하면서 액체가 되고, 저온에서는 저장했던 열기를 방출하면서 고체가 된다. 마치 파라핀이 고온에서 녹았다가 저온에서 굳는 것과 같은 원리다.
한편, 전술한 바와 같은 상전이물질(130)로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리비닐알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 선택된 2종의 혼합물로 이루어질 수 있다. 이러한 상전이물질(130)은 수산기를 잦는 고분자로써 그 중에서도 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리에틸렌알코올은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 구입이 용이하여 이용하기가 매우 수월하다는 장점이 있다.
전술한 바와 같이 상전이물질(130) 중에서도 본 발명에서는 여러 가지 분자량의 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. 이때, 폴리에틸렌글리콜은 실리콘오일 등 각종 유체와 혼합하여 슬러리 형태로도 사용이 가능하다는 장점이 있음은 물론, 융점이 높은 것과 낮은 복수의 폴리에틸렌글리콜을 혼합하여 사용하는 것이 가능하다. 이처럼 융점이 다른 복수의 폴리에틸렌글리콜을 혼합 사용하는 한편 유체를 혼합 사용함으로써 낮은 온도에서도 너무 단단하지 않은 상태가 되고, 가열하여 축열시킬 때에도 유체가 존재하므로 열전도 효율이 높아져 융해와 축열이 보다 용이하게 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같이 구성된 상전이물질(130)에는 페놀류나 아민류 또는 이들의 혼합물로 이루어진 라디컬 포착제가 상전이물질의 총량에 대하여 0.001∼20 중량%의 비율로 혼합되어 상전이물질과 산소의 접촉이 차단될 수 있도록 구성되어질 수 있다. 이러한 라디컬 포착제는 상전이물질(130)이 산화되어 노화하는 것을 방지하기 위한 것으로, 그 종류 또한 다양한 제품들이 생산 판매되고 있다. 그 중에서도 페놀, 크레졸, 하이드로 키논, 카테콜, 아니솔, 키시레놀, t-부틸-p-크레졸, n-니트로 소아니린, n-니트로 소아민, 페닐렌 지아민 및 에틸렌 지아민 등의 페놀류와 아민류 및 그 유도체가 가격면에서나 구입면에서 가장 바람직하다.
그리고, 사용에 있어서는 상전이물질(130)에 전술한 바와 같은 페놀류와 아민류 및 그 유도체의 라디컬 포착제를 첨가한 후 교반하여 혼합하여도 무방하며, 가열하여 융해시킨 상전이물질(130)에 이러한 물질들을 용해시켜 혼합하여도 무방하다. 또한, 유체와 혼합하여 슬러리 상태의 상전이물질(130)에 첨가하여도 된다. 이러한 라디컬 포착제는 단독으로 사용하여도 양호하며, 2종 이상을 함께 사용하도록 양호하다. 이때, 상전이물질(130)에 대한 라디컬 포착제의 첨가량은 0.001∼20 중량%의 범위내에서 첨가하되 바람직하게는 0.01∼5 중량%가 바람직하다. 아울러, 3차원 다공체(120)에 상전이물질(130)이 함침된 축열체의 사용기간에 따라 사용기간이 긴 경우 첨가량을 늘리는 등의 그 사용량의 조절이 가능하다.
또한, 전술한 바와 같은 상전이물질(130)에는 원적외선을 방사하는 세라믹, 미량의 방사선물질을 함유한 세라믹, 자석 및 전기석 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 직경 1∼20mm의 펠릿(Pellet : 150)이 상전이물질(130)의 총량에 대하여 5∼20 중량%의 비율로 혼합될 수 있다. 이때, 펠릿(150)의 형상으로는 구 모양이나 원기둥 형태 어느 것이나 무방하다.
전술한 바와 같이 상전이물질(130)에 난방 이외의 기능성을 부가하는 펠릿(150)을 혼합함으로써 축열효과를 더욱 향상시키거나 난방과 함께 원적외선의 방사를 통한 항균효과와 건강보조기능을 얻을 수 있도록 한다. 또한, 미량의 방사선물질을 함유한 세라믹, 자석 및 전기석 등을 통해서도 역시 건강보조기능을 얻을 수가 있다.
본 발명의 건축용 난방패널(100)을 구성하는 마감패널(140)은 전열판(110)과 3차원 다공체(120) 및 상전이물질(130)을 커버하여 마감하기 위한 것으로, 이러한 마감패널(140)은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 전열판(110)과 3차원 다공체(120) 및 상전이물질(130)을 내부에 수용하여 밀폐시키는 구조로 이루어진다.
전술한 바와 같은 마감패널(140)은 그 내부로 물이나 수증기 등을 통과시키지 않은 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 마감패널(140)은 그 내부로 물이나 수증기 등이 유입되지 않도록 완전하게 밀폐된 구조로 이루어져야 한다. 이처럼 물이나 수증기 등이 마감패널(140) 내부로 유입되지 않도록 함으로써 상전이물질(130)과의 접촉을 차단하여 상전이물질(130)이 물이나 수증기와의 접촉을 통해 수용액 상태로 변화되는 것을 방지할 수가 있다.
한편, 상전이물질(130)이 물이나 수증기와의 접촉을 통해 수용액 상태로 변화되는 경우 축열온도에 변화가 일어나므로 결과적으로 축열량이 감소하게 되는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 마감패널(140)은 물이나 수증기 등을 통과시키지 않은 재질의 것을 사용하는 것이 매우 중요하다 할 수 있음은 물론, 마감패널(140)의 내부로 물이나 수증기 등이 유입되지 않도록 완전하게 밀폐시키는 것이 매우 중요하다.
아울러, 마감패널(140)의 내부를 완전한 밀폐구조로 하여 산소 또한 유입되지 않도록 함이 양호하다. 즉, 마감패널(140)의 내부로 산소의 유입이 이루어져 유입된 산소와 상전이물질(130)의 접촉이 이루어지게 되면 상전이물질(130)이 산화작용을 통해 노화현상이 발생하여 급속하게 축열기능을 상실하게 되기 때문에 마감패널(140)의 내부를 완전하게 밀폐시키는 구조는 매우 중요하다고 할 수 있다.
전술한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널(100)은 시공의 용이성과 취급의 용이성을 고려하여 사각형의 조립식 패널 형태의 것이 바람직하다. 또한, 플러그단자(112)와 소켓단자(114)의 구성을 통해 건축용 난방패널(100)의 시공과 동시에 이웃하여 배열 시공되는 건축용 난방패널(100)을 전기적으로 연결시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
[실시 예 1]
분자량 4,000의 폴리에틸렌글리콜 500g과 분자량 400의 폴리에틸렌글리콜 100g에 t-부틸-p-크레졸을 10g을 혼합하여 가열 융해시킨 상전이물질(130)의 혼합물을 면으로 이루어진 직물지에 충분하게 함침시킨 후 에틸렌비닐알코올 공중합체수지의 봉투에 넣어 밀폐시켜 가정용 전자레인지 500W에서 5분간 가열하였다.
한편, 전술한 바와 같이 가열 후 상전이물질(130)의 온도 특성을 살펴본 결과 1시간 후의 표면 측정온도는 47℃를 나타내었고, 5시간 경과 후의 표면 측정온도는 42℃를 나타내었다. 이와 같은 결과를 통해 본 발명에 따른 상전이물질(130)은 축열기능이 매우 우수함을 알 수 있었다.
[실시 예 2]
분자량 5,000의 폴리에틸렌글리콜 500g에 n-페닐-n-시크로헥실-p-페닐렌 지아민 5g을 혼합하여 가열 융해시킨 상전이물질(130)을 가로와 세로 및 높이가 각각 400mm, 150mm 및 25mm의 속이 비어있는 PP용기에 틈새가 생기지 않도록 채워 밀폐시킨 다음 끓는 물에 5분간 침지 후 꺼내어 용기의 온도를 살펴본 결과 3시간 경과 후의 표면 측정온도가 45℃를 나타내었다.
[실시 예 3]
분자량 10,000의 폴리에틸렌글리콜 1000g에 t-부틸-p-크레졸을 20g을 혼합하여 가열 융해시킨 상전이물질(130)의 혼합물을 높이 10mm의 PET수지로 만든 허니컴 구조의 3차원 다공체(120)에 채운 다음, 알루미늄 전열판(110)의 상·하부면 상에 상전이물질(130)이 채워진 3차원 다공체를 배열한 상태에서 가로와 세로 및 높이가 각각 400mm, 150mm 및 25mm의 스테인리스 마감패널(140)을 통해 밀폐시켜 난방패널(100)을 제조한 후 가정용 220V의 전기로 10분간 축열을 시켰다.
한편, 전술한 바와 같이 가열 후 난방패널(100)의 표면온도를 측정한 결과 6시간 경과 후에 42℃의 온도를 나타내었다.
전술한 바와 같은 실시 예 1, 실시 예 2 및 실시 예 3 에서와 같은 결과를 종합하여 볼 때 본 발명에 따른 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널(100)은 축열기능이 매우 우수함을 알 수 있다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

Claims (4)

  1. 양측에 상호 전기적으로 연결시키기 위한 플러그단자와 소켓단자가 형성되어 전원의 인가에 의해 발열이 이루어지되 표면에는 복사열을 방사하는 도료 또는 세라믹 코팅이 이루어진 전열판;
    상기 전열판에 대응하는 크기로 형성되어 전열판의 상·하부면 상에 배열되는 3차원 다공체;
    상기 3차원 다공체에 함침되어지되 가열에 의해 겔(Gel) 상으로 변화되는 과정에서 열을 축적하는 한편 축적한 열의 방출하는 과정에서 고상으로 변화하되 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리비닐알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 선택된 2종의 혼합물로 이루어진 고분자의 상전이물질; 및
    상기 전열판의 상·하부면에 상전이물질이 함침된 상기 3차원 다공체의 외부를 커버하여 내부를 밀폐시키는 마감패널을 포함한 구성으로 이루어진 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상전이물질에는 페놀류나 아민류 또는 이들의 혼합물로 이루어진 라디컬 포착제가 상전이물질의 총량에 대하여 0.001∼20 중량%의 비율로 혼합되어 상전이물질과 산소의 접촉이 차단될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 페놀류로는 페놀, 크레졸, 하이드로 키논, 카테콜, 아니솔, 키시레놀, t-부틸-p-크레졸 및 n-니트로 소아니린 중 선택된 1종 또는 선택된 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있고, 상기 아민류로는 n-니트로 소아민, 페닐렌 지아민 및 에틸렌 지아민 중 선택된 1종 또는 선택된 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 상전이물질에는 원적외선을 방사하는 세라믹, 미량의 방사선물질을 함유한 세라믹, 자석 및 전기석 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 직경 1∼20mm의 펠릿(Pellet)이 상기 상전이물질의 총량에 대하여 5∼20 중량%의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널.
PCT/KR2010/002391 2009-05-29 2010-04-16 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널 WO2010137800A2 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0047690 2009-05-29
KR1020090047690A KR100931005B1 (ko) 2009-05-29 2009-05-29 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010137800A2 true WO2010137800A2 (ko) 2010-12-02
WO2010137800A3 WO2010137800A3 (ko) 2011-01-20

Family

ID=41684084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2010/002391 WO2010137800A2 (ko) 2009-05-29 2010-04-16 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100931005B1 (ko)
WO (1) WO2010137800A2 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016201384A2 (en) 2015-06-12 2016-12-15 University Of Maryland, College Park Comfort units and systems, methods, and devices for use thereof
CN110120565A (zh) * 2019-03-12 2019-08-13 南昌大学 基于复合相变材料的3d打印铝蜂窝结构及其制备方法
US20210291957A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 Goodrich Corporation Panel skin for heated floor panels
CN115194913A (zh) * 2022-07-06 2022-10-18 广州大学 一种相变储热地板的制备方法及辐射采暖应用

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341400B1 (ko) * 2011-06-29 2013-12-13 차화신 에너지 절감구조를 이룬 한지황토구들장 및 한지황토구들장을 이용한 보온방법
KR101368473B1 (ko) * 2012-11-02 2014-02-28 김찬용 축열 기능을 가진 마감재 조성물의 제조 방법
KR101546870B1 (ko) * 2014-01-06 2015-08-27 김형곤 전기, 온수용 매트
JP6639299B2 (ja) * 2016-03-24 2020-02-05 永大産業株式会社 蓄熱パネルおよびその製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088263A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Hitachi Cable Ltd 蓄熱式暖房床材
KR20020079251A (ko) * 2001-04-14 2002-10-19 김나연 Ｐｃｍ을 이용한 축열식 온돌용 패널
KR20040094789A (ko) * 2002-03-12 2004-11-10 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 축열 재료, 그의 조성물 및 이들의 용도
JP2006046886A (ja) * 2004-02-04 2006-02-16 Sk Kaken Co Ltd 床暖房構造体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088263A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Hitachi Cable Ltd 蓄熱式暖房床材
KR20020079251A (ko) * 2001-04-14 2002-10-19 김나연 Ｐｃｍ을 이용한 축열식 온돌용 패널
KR20040094789A (ko) * 2002-03-12 2004-11-10 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 축열 재료, 그의 조성물 및 이들의 용도
JP2006046886A (ja) * 2004-02-04 2006-02-16 Sk Kaken Co Ltd 床暖房構造体

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016201384A2 (en) 2015-06-12 2016-12-15 University Of Maryland, College Park Comfort units and systems, methods, and devices for use thereof
US20180120873A1 (en) * 2015-06-12 2018-05-03 University Of Maryland, College Park Comfort units and systems, methods, and devices for use thereof
EP3308239A4 (en) * 2015-06-12 2019-05-08 University of Maryland, College Park COMFORT UNITS AND SYSTEMS, METHOD AND DEVICES FOR USE THEREOF
US10801750B2 (en) 2015-06-12 2020-10-13 University Of Maryland, College Park Comfort units and systems, methods, and devices for use thereof
CN110120565A (zh) * 2019-03-12 2019-08-13 南昌大学 基于复合相变材料的3d打印铝蜂窝结构及其制备方法
US20210291957A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 Goodrich Corporation Panel skin for heated floor panels
US11981417B2 (en) * 2020-03-20 2024-05-14 Goodrich Corporation Panel skin for heated floor panels
CN115194913A (zh) * 2022-07-06 2022-10-18 广州大学 一种相变储热地板的制备方法及辐射采暖应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR100931005B1 (ko) 2009-12-10
WO2010137800A3 (ko) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010137800A2 (ko) 상전이물질을 이용한 건축용 난방패널
Khudhair et al. A review on energy conservation in building applications with thermal storage by latent heat using phase change materials
Shah et al. Application of phase change materials in building components and the use of nanotechnology for its improvement
US6493507B2 (en) Water heating unit with integral thermal energy storage
CN107815286B (zh) 一种基于相变微胶囊的导热灌封硅胶及其制备方法
Hawes et al. Latent heat storage in building materials
CN104716402B (zh) 一种动力电池模块
EP2555276A1 (en) Battery pack
Wu et al. Scalable fabrication of high-enthalpy polyethylene/carbon nanotubes/paraffin wax nanocomposite with flexibility and superhydrophobicity for efficient thermal management
CA1121800A (en) Integrated heat exchange and heat storage system using low-temperature thermochemical reactions
ES2300303T3 (es) Cuerpo de grafito expandido impregnado de resinas acrilicas.
CN106767078A (zh) 一种储能换热装置
KR20170084419A (ko) 상변화 물질의 잠열과 태양열을 이용하는 건물의 열교환 시스템
Pendyala Macroencapsulation of phase change materials for thermal energy storage
Deng et al. Melamine Foam/CNT/Graphene Hybrid Aerogel-Based Phase Change Composites with High Latent Heat Capacity for Solar/Electrothermal Conversion
CN102427617B (zh) 单向传热阻燃ptc高分子自限温电热膜及制备方法
Fu et al. Thermal properties and applications of form‐stable phase change materials for thermal energy storage and thermal management: A review
CN207585412U (zh) 一种应用于固体蓄热的复合蓄热结构
CN206769309U (zh) 一种镍铬发热科技环保型铝合金多用途地板
CN111635740A (zh) 一种相变储热材料及储热装置
KR101341400B1 (ko) 에너지 절감구조를 이룬 한지황토구들장 및 한지황토구들장을 이용한 보온방법
Xu et al. Fast Thermal response of shape-stabilized thermal storage materials: the case of interconnected netlike graphene/hexadecane/HDPE composites
CN109695332A (zh) 一种干式热水采暖地板
CN203155205U (zh) 远红外辐射加热装置
CN202591087U (zh) 收集余热循环利用烘箱

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10780711

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10780711

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2