(주) 쌍희- 열선,특수선

 열선 내장 발열 장갑

겨울철에 두툼한 장갑을 끼면 한겨울 손은 안시린데,

문제는 세밀한 작업이나 기계조작을 해야한다면

결국 장갑이 두터워서 벗을 수밖에 없겠죠...

제 경우에는 사진을 찍을 때 아주 추운 날에는 손이 꼽아서,

카메라 조작이 힘들 때가 많습니다..

그래서 밧데리를 이용한 보온장갑의 필요성을 느끼게 될 것 같아

한번 시도를 해 봤읍니다. 

일단 비교적 신축력이 좋고 얇은 장갑을 선정했읍니다..

열선 제조 회사이므로 이에 적합한 열선으로 설계를 해서 그에 합당한 선재를 사용해서 "신선(선을 가늘게 늘리는 작업)"을 하고 열처리를 해서 선재를 부드럽게 한다음에 "집합기"로 7가닥을 전선 꼬듯이 꼬아서,실리콘고무로 피복을 했읍니다.

그리고 안 쓰는 핸드폰에서 뺀 "리튬포리머 충전용 밧데리"와 가장 적은 사이즈의 "연결짹"을 준비했습니다.

우선 예전에 "고무장갑 자동화 Sysyem개발"을 위해 의뢰가 들어 올 때 샘플용으로 들어 온

"쎄라믹 장갑 몰드"에 잡갑을 끼우고,

열량에 맞게 절단한 열선을 순간접착제로 붙였읍니다.

(이때 손가락 옆면을 의주로 돌리고 남은 기장은 손등으로 돌려 놓음)

방수용  쿠킹용 "실리콘고무"로 주변을 바르고 건조시켜 군힘

밧데리는 연결짹(적색)을 붙이고 고무수축튜브로 고정시키고,

그위에 "직찍이"를 돌려서 붙임

***************

밧데리도 짹을 연결하여 밧데리가 부착될 수 있도록  찍찍이를 붙였습니다.

열선을 붙인 부분을 안쪽으로 가게 뒤집고,

열선을 밖으로 빼서 짹을 연결함

손목에는 밧데리를 붙 일수 있게 찍찍이를 붙임

밧데리를 장착한 모습

(이건 언더장갑으로 이 위에 다가 멋지고 예쁜 방한 장갑을 끼면  됩니다.)

장갑내부에 온도테스트를 위한 설치

손가락 부위가 40도가 나오는게 보이죠???

(이 위에 보온장갑을 덧 씌우면 열은 더 나겠죠???)

이걸 끼고 대둔산등정을 해 보았는데,

밧데리 용량이 700mA 정도 뿐이 안 되어서

히팅시간이 불가 20분정도 뿐이 안되는 군요..

저희 아내가 낫도(또는 청국장) 발효기를  사겠답니다.

"그걸 뭐 할라고 30만원씩이나 주고 사냐??" 하고 핀잔을 주면서,

내가 만들어 주겠다고 큰소리를 쳤죠...

그래서 만들어 보았습니다.

만드는 비용은 적게 그리고 간단하게 만드는게 키포인트 랍니다..

그동안 '보온장갑'이나 '카메라 렌즈성애제거 히터'를 만들던 "실리콘열선"을 가지고,

약 30~40도 정도 보온을 할 수 있는 히터를 만들어 스치로폴 박스에 장입하고,

여분으로 가지고 있는 리튬이온 밧데리를 사용해서 외부에서 히팅을 하게 하였습니다..

1.택배로 온 스티로폴 BOX는 보온이 잘 되어 이걸 사용하기로 했습니다..  

2.열선 붙일 고무패드가 없어서  돌아다니는 딱딱한 스폰지 두쪽을 줒어다가 붙여서

스치로폴 박스 안에 들어 갈 정도로 재단을 하였습니다.

3. 하드스폰지에 "카메라 성애 제거 히터" 제작하듯이 열선을 깔고 그위에 은박 접착 테이프를 붙였슴니다.

 (열선 설계는 면적이나 내용량에 따라 틀리니 여기서는 생략 ! - 사실 이게 Know-How!!)

4. 스티로폴 박스 안으로 히터판을 넣고 코드선은 밖으로 뺐습니다..

5. 공장에 굴러다니는 공구 박스용 프리스틱 박스를 밧데리 박스로 사용하였습니다.

6. 리튬이온 (규격: 18650 )에 맞는 밧데리홀더를 장착하니 딱 열개가 들어가네요..

( 열개까지는 필요하진는 않지만, 모양새가 그래서 10개를 다 넣었습니다.)

병열 연결이라 1개를 장착해도 히터는 작동이 됩니다..

(윗부분에 램프가 있어서 밧데리를 넣으면 불이 들어 옵니다.-물론 밧데리가 다 되면 불이꺼지므로 밧데리를 1개만 넣었어도 그때 밧데리를 교체하면 됩니다..)

7.완성 되어서 히터박스와 짹을 연결했습니다..

8. 시운전을 위해서 하루 정도 불린 콩을 2시간 정도 푹 삶아서 식혀서 도자기 그릇에 넣고,

  시중에 파는 낫도를 한숫가락 이콩 위에 올려 넣고 15시간 후에 열어 보니,

 완전히 숙성이 되었네요..

 (밧데리는 8개 정도 장착했습니다.)

9.젓가락으로 휘휘 저으니 끈적끈적한 실이 엄청 나오네요...

청국장도 되는데,

전 냄새가 싫어서...

이젠 저희는 낫도를 사 먹지 않아요..

그리고 비싼 낫도기계도 필요없구요....

(한번 만들어 보실래요???ㅋㅋㅋ)

참~~ 전기 밥통으로도 된 답니다...

"보온"으로 놓고 하면 된데요...

휴~~~ 괜히 고생해서 만들었네요..... *!*                                   

부츠히터 의뢰가 들어와서 만들게 되었습니다.

(물론 이 분이 사용하려는 목적은 다른 것이지만....)

일단은 신발 밑창에 히터를 넣어보려고 준비를 했습니다.

그러나 밑창에는 미끄럼 방지를 위해 바닥에 엠보싱 무늬가 있어서 열선 붙이기가 쉽지 않더군요..

그래서 바닥에 접착제를 도포를 해서 붙이기로 하였지만,

도포를 하고 나니 전부 아래 그림같이 오그라 들어 작업을 할 수가 없었습니다.

다시 다이빙슈트 원단(네오프렌-발포고무와 접합한 천으로 보온성이 띄어남)을 사용할 수 밖에 없더군요..

신발 밑창과 같이 본을 떠서 원단에 그렸습니다.

가위로 오려서 밑창이 완성 되었네요..

열이 고루 퍼지기 위해서는 열전달이 좋은 알루미늄 은박지를  접착제로 붙였습니다.

물론 지저분한 은박지 이바리는 가위로 잘라서 신발 밑창 형만 남게 하고 거기에 열선을 붙였습니다.

(은박지 자체에 접착력이 약해서 군데 군데 고무 접착제를 발라서 붙였습니다.)

열선은 미리 열량 체크해 보니 전체에 히터를 깔게 되면, 열량 부족이라서 가운데 부분에 직접 닿지 않는 곳은 빼고 열선을 깔았습니다.

그리고 그위에 운박지를 한번 더 붙여서 열선을 고정시켰습니다.

은박지 이바리는 오려 내고, 밧데리와 연결 할 수 있게 연결 짹을 붙여서 히터 패드는 완성하였습니다.

중국산 밧데리가 용량도 크고 (무려 10,000mA) 싸길레,

여기에 연결해서 작동시켜 보았습니다.

하지만 아쉽게도 밧데리의 안전을 위해서 밧데리 내에 2.1A 이상을 사용하지 못하도록 안전회로 설계가 되어 있어선지 켜면 바로 꺼져 버리고 마네요..

할수없이 발목에 찰 수 있게 밧데리 장착 패드도 만들어야 하네요..

폭이 넓은 밴드형 고무줄과 거기에 맞는 폭의 찍찍이를 준비했습니다.

그리고 찍직이를 고무밴드에 붙이기 위해 서툰 솜씨로  바느질을 마쳤습니다.

(어렵고 시간이 많이 걸리더군요...그래서 기념 사진 찰~~칵)

이제 여기에 부착 될 밧데리창착용 홀더를 개조하여서

각각에 밧데리 장착시 LED 등이 들어오게 하고, 열선 패드와 연결하기 위한 코드를 납땜해서 마무리를 했습니다.

이제 만들어 놓은 고무패드에 밧데리 홀더를 조립해서 발목에 찰 수있게 완성했습니다.

다 완성 된 제품의 구성은 아래와 같습니다..

1.신발 히터 1켤레(신발 바닥에 깔고 히터선만 신발 밖으로 뺍니다.)

2. 발목장착용 밧데리 홀더(고무밴드와 찍직이로 되어 있어서 프리사이즈입니다.)

3.(5Pin) 밧데리 충전홀더(핸드폰 충전기에 꽂고 밧데리를 장착하면 충전 됨.

4.밧데리(용량이 큰 것 일수록 오래 가겠지요.하지만 필히 안전회로 있는것을 사용 )

~~~

주의: 만들긴 했지만 권장하지는 않겠습니다.

만일 불량 밧데리나 방폭방지회로가 내장되지 않은 리튬이온 밧데리는 폭탄이나 같다고 보시면 됩니다.

조금 싸다고 대국의 제품을 사용했다간

밧데리 폭발 사고로 치료비와 상처의 고통은 싼 가격의 몇 천배 이상이니깐요..

열선 계산 방법

열량 계산 방법은   좌측 카테고리 중에 기술자료에서 

제목이  각 물질의 승온에 필요한 열량 계산법  ☜ 크릭 (2018년 2월 1일자 문서)를 참고 하시고,

여기서는  흡수 에너지

즉, 승온에 필요한 에너지를 계산하는 방법만 기술해 놓았습니다.

예: 3.7v ,2800 mA/h 리튬이온 밧데리와 상기 열선(1.39 Ω/M) 2m를 가지고 히터를 만들면 10도짜리 물 100cc를 몇도 까지 올릴 수 있는가? 

( 단. 열 손실이나 온도 보상치 즉, 효율은 10%임)

 1. 총 저항(Ω) : 2m X1.39 Ω/M= 2.78Ω

 2. 전류(A) : V = I X R 즉  I = V/R = 3.7 V/ 2.78Ω= 1.33 amp/h

 3. 전력 (W) : W= I X V = 1.33A/h X 3.7V= 4.92 W/h 

 4. 칼로리(cal) :  4.92 W X 860cal= 4231.2 cal/h  

    ( 1,000cal= 1Kcal , 1,000W= 1Kw )

 5. 1 cc 물은 1도 올리는데 1cal( 비열 ,비중이 1이므로 )가 필요하므로 100cc면 100cal가 필요하며,

    4231.2cal/h / 100cal = 42.3도 /h

    고로  한시간에 42.4도 올라가게 됩니다..

    여기서 단열 정도가 어떻게 되느냐에 따라서 주변에 열을 빼았기는 정도 즉, 효율을 곱해야 합니다.

    효율이 10%라고 가정했으니깐,

    42.4도*10%=4.24도를 올릴 수 있네요.

    물의 처음 온도가 10도이니까,

    10도+4.23도= 14.23 도가 올라가게 되네요..

     열효율이 10%정도니까 주변으로 열을 빼앗기는 것을 최대한 보온을 하거나,

     전기 용량을 높여야겠네요...

     전기 용량을 높이는 방법은 밧데리를 직렬로 연결해서 전압을 높이거나,

     열선 기장을 짧게 해서 저항을 낮쳐서 전류를 높게 해야겠지요..

     만일 여기서, 전류가 2.8A/h를 넘기면 밧데리 용량이 이를 다 수용할 수가 없기 때문에

     밧데리는 그 보다 암페어가 더 큰 밧데리를 사용하거나,

     아니면 밧데리를 병렬로 사용해야 하겠지요..

     암튼 해 보시면 재미 있을 겁니다.

다음은 열량 계산에 필요한 공식입니다.

열량 계산식

열량(Q)= 체적 (CM1) x 비열 x 비중 (Kg/㎥) x 온도차 (At)

* 1 Kwh (전력량) = 약 860 Kcal/h

* CM1 = 시간당 체적으로 단위는 ㎥/h

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(상태에 따른 계산 예)

1. 기체 : 분당 10㎥의 공기를 12℃에서 20℃로 올리는데 필요한 열량과 전력량은

Q =10㎥/min (공기의 체적) x 60min (분당을 시간당으로 환산) x 0.24 (비열) x 1.2 (비중) x 8℃ (온도차)

= 1,382.4 Kcal/h (열량)

필요한 전력량 = 1,382.4 Kcal/h ÷ 860 Kcal/h =1.61 kwh

* 참고: 각 기체에 따라 비열과 비중이 틀리니 기체에 따라 상수를 바꾸세요.

2. 액체 : 물 18ℓ 를 20℃에서 100℃로 올리는데 필요한 열량과 전력량은

Q = 18ℓ (물의 총량) x 1.0 (비중) x 80℃ (온도차)

= 1,440 Kcal/h (열량)

필요한 전력량 = 1,440 Kcal/h ÷ 860 Kcal/h =1.67 kwh

3. 고체 : 알루미늄 100Kg을 20℃에서 660℃로 올리는데 필요한 열량과 전력량은

Q = 100Kg (알루미늄의 총량) x 0.21 (비열) x 2.69 (비중) x 640℃ (온도차)

= 36,153.6 Kcal/h (열량)

필요한 전력량 = 36,153.6 Kcal/h ÷ 860 Kcal/h =42 kwh

* 참고: 각 물질에 따라 비열과 비중이 틀리니 상수를 바꾸어서 계산하세요.

열선 선정을 위한 간단한 계산 방법

일월사 제품 사진 

 

문의 내용 중에 전기 방석을 만드는 문의가 많아서 간단히 설명 드리겠습니다.

 

방석 크기나 주변 온도및 방석 자체 보온에 따라 다양한 전력이 소비되는데,

통상 8W~32W 정도 소요되며, 25W 전후로 사용되는게 많습니다.

하지만 이 용량은 온도쎈서에 의해 온도조절이 되므로 용량이 크다고 할 수 있겠읍니다.

 

*시중 판매 중에 가장 용량 적은 전기 방석* 

예: 430X430 mm ,16W , 고온 저온 2단  

저온 일 경우 8W로 추정 

 

* 열선 소요 계산 * 

Li-ion밧데리 2직렬: 3.7V X 2 개 = 7.4V 

8W/7.4V= 1.08A,

7.4V/1.08A = 6.845 Ω 

이 열선의 저항은 1.39 Ω/M 이므로

6.845Ω/1.39= 4.92 m 의 열선을 바닥에 깔면 되겠지요..

 

만일 열량이 모자라면 조금씩 열선을 잘라내서 저항을 낮추면 소모 전력이 늘어나서 열량이 높아집니다.

이렇게 높아진 온도는 온도쎈서인 "써멀프로텍트"를 직렬 연결해서 온도제어를 합니다.

*보상도선 종류에 따른 공차

실리콘& 그라스 열선 또는 튜브등을 보시려면 신카탈로그에서 보세요...

<<회사 전경>>

대지: 2,802.5㎡ (849.24 평)

건평:

       1. 사무동 : 130.78㎡ (39.63 평)

       2. 메인동 : 1,170.0㎡ (354.55 평):

          ( 1층공장 : 774㎡, 2층공장 : 288㎡, 2층사무실: 108㎡ )

       3. 별   동 : 432.0㎡ (130.91 평)

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              계 :   1,732,78㎡ (525.08 평)