동파방지열선 만들기

버려지는 전기장판에서 떼어낸 열선을 활용하여 동파방지열선을 만들어 보았습니다.

시중에 판매되고 있는 동파방지열선의 가격이 그리 비싸지 않으므로 220V 용 동파방지열선을 구입하여 할 수도 있지만, 여기서 소개하는 방법을 이용하면 24V 정도의 전압으로 동파방지열선을 가동하므로 태양광이나 배터리 등을 이용한 동파방지를 할 수도 있고, 조금 더 응용하면 손난로나 전기방석 등으로 이용될수도 있습니다.

버려지는 옥매트나 전기장판에는 열선이 내장되어 있습니다. 전기장판이 고장난 경우 열선이 끊어져서 고장날수도 있지만 컨트롤러가 고장나서 동작이 안되는 경우도 있습니다. 이럴 때에는 내부 열선은 사용 가능하므로 다른 곳에 이용할 수 있습니다.

전기장판에서 떼어낸 열선입니다. 길이는 14m 정도 됩니다.

니크롬선 부분을 확대해 보았습니다. 중심에 선이 있고 겉 부분에도 선이 있는데, 여기서는 겉 부분의 선만 이용하기로 했습니다.

열선 전체의 저항을 재 보았습니다. 저항이 2125옴이 나옵니다. 총 길이가 14m 이므로 m 당 저항은 151옴 정도 된다고 볼 수 있습니다.

동파방지열선은 보통 1m 당 10W 정도의 열을 발생시킵니다. 여기서는 50cm 정도 길이가 필요하므로 50cm 로 자른 다음 양쪽 끝 부분에 전선을 연결했습니다.

50cm 를 연결했으므로 약 75옴 정도의 저항을 가질 것이라 예상할 수 있습니다. 측정해 보니 79옴 정도가 나왔습니다.

동파방지열선의 소비전력이 m당 10W 정도이므로 50cm 로 자른 열선에서는 5W 정도의 전력을 소비해야 합니다. 이 열선에 24V 를 가하면 전력 P = V^2 / R 이므로  24*24 / 79 = 7.2W 정도를 소비하게 됩니다. 약 20V 정도가 적당한 전압일듯 하군요.

전선을 연결할 때에는 접촉불량이 생기지 않도록 단자대를 이용했습니다. 니크롬선은 납땜이 되지 않습니다.

단자대를 너무 세게 조이면 니크롬선이 끊어질 수 있으므로 주의해야 합니다.

나머지 부분의 니크롬선도 견고하게 연결했습니다.

선이 움직이면 니크롬선이 끊어질 수 있기 때문에 테이프로 고정시킵니다.

폐 가전에서 떼어낸 변압기입니다. 이 변압기는 17V 와 21V 2개의 출력이 있습니다. 검은 전선이 21V 이므로 검은 전선에 니크롬선을 연결해 보기로 했습니다.

약 190mA 가 흐르고 있습니다.

전압을 재 보았습니다. 전압은 21.48V 가 측정됩니다. 열선에서 소비하는 전력은 21.48V * 0.19A = 4.08W 가 소비되고 있습니다. 니크롬선 부분을 만져 보았더니 따끈따끈한 것이 느껴집니다.

겨울이 되면 얼어서 동파위험이 큰 화장실에 설치해 보기로 했습니다. 잘 사용하지 않는 야외 화장실이라도, 배관이 얼었다 녹았다 하는 경우 내부가 얼면서 팽창을 하여 배관이 갈라지기도 합니다. 따라서 배관이 얼지 않도록 하는 것이 근본적인 동파 방지법인데, 그 전 까지는 전기난로를 약하게 틀어서 동파를 방지해 왔었습니다.

열선을 배관에 감고 검정 테이프로 고정합니다.

동파방지열선을 설치한 후, 보온재를 이용하여 보온을 해 줍니다. 보온재는 남는 것을 사용하였지만 테이프가 없어서 검정 비닐봉지를 잘라서 감았습니다.

전선 부분은 한겨울에만 연결될 예정이므로 테이프로 정리해 두었습니다. 수도 배관은 동파방지열선을 설치하지 않고 보온만 잘 해도 얼지 않습니다. 물이 얼면서 응고열을 방출하기 때문에 주위 온도가 0℃ 여도, 물의 일부가 얼면서 열이 발생하여 단열이 잘 되어 있으면 나머지 물이 쉽게 얼지 않습니다. (에스키모들이 추울 때 이글루 안에 물을 뿌리면 따뜻해지는것도 물이 얼면서 응고열을 방출하는 현상 때문입니다.)

이제 영하로 떨어지는 날씨가 되면 21V 변압기를 연결해서 동파를 방지할 수 있게 되었습니다. 소비전력은 변압기의 손실을 감안해서 5W 정도라고 볼 수 있으므로 전력소비도 거의 없는 셈 입니다.

가장 큰 장점은 변압기를 통해서 21V 를 이용하므로 누전의 위험이 없다는 것입니다. 간혹 동파방지열선의 누전으로 인해서 감전이나 화재가 발생하기도 하지면 이런 방식으로 하면 그런 위험이 줄어듭니다.

폐품만을 이용하여 동파방지열선을 만들었으니 재료비는 거의 없다고 볼 수 있습니다.

열선을 다른 곳에 이용하려는 경우 A4 용지 크기로 만들어서 전기방석으로도 이용할 수 있습니다.

시중에 판매되는 1m 짜리 열선이 2,000원 정도이고, 배송비 포함해서 5,000원 정도면 간단히 동파방지열선을 구할 수 있으므로 이 방법을 추천하지는 않습니다. 참고만 하세요.