Thermal Energy Storage in Phase Change Material - by Means of Finned Thermosyphon -

상변화 물질을 이용한 에너지의 저장에 관한 연구 - 핀이 부착된 열싸이폰의 이용에 관하여 -

A two-phase closed thermosyphon with circular fins was used as the heat transfer device for storing the thermal energy in paraffin wax. Experiments were carried out for 4, 6 and 8 fins and for various initial temperatures of the wax and power inputs. Heat transfer characteristics along the heat flow path were investigated as well as the overall performance of the system. Some of the important results are as follows:(1) The thermosyphon heat transfer coefficient and the overall heat transfer coefficient increased with the number of fins, whereas the heat transfer coefficient between the fin and the wax decreased; (2) Facilitation of heat transfer by the fins seemed to alleviate the dry-out phenomenon that had been reported to occur in case of bare thermosyphon; and (3) The horizontal fins had adverse effect of subduing a full scale convection in the wax, and the increase of the number of fins delayed the onset of local convection between the fins.

파라핀 왁스에 열에너지를 저장하기 위해 열전달 기구로 원판형 핀이 달린 열싸이폰을 사용하였다. 실험은 4, 6, 8개의 핀에 대해 수행되었으며 각각의 경우 왁스의 초기온도와 주입열량을 변화시키면서 실험을 반복하였다. 실험을 통하여 특히 잠열 축열계의 전열경로의 주요지점에서의 열전달 특성을 규명하고자 하였으며 주요 결론은 다음과 같다. (1) 열싸이폰의 열관류율과 총합열관류율은 핀의 수가 증가함에 따라 커지나 핀과 왁스사이의 열전달계수는 감소하였다. (2) 핀에 의해 열전달이 촉진됨으로서 핀이 없는 열싸이폰에서 일어나는 dry-out 현상이 제거되었다. (3) 수평형의 핀은 왁스의 큰 규모의 대류를 억제하며 핀의 수가 증가함에 따라 핀 사이에서의 국소대류도 더욱 억제되었다.