• 설비공학논문집
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• 제6권3호
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• pp.182-192
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• 1994

This paper focuses on the investigation of the heat transfer phenomena that occur inside the cylindrical tube. The inclination of the tube is adopted as a principal parameter varying from vertical to horizontal. The phase change material employed in this experiment is 99 percent pure n-docosane paraffin($C_{22}$ $H_{46}$). It is found that the amount of solidified mass during a prescribed solidifying period is not sensitive to the inclination of the tube but to the local layer thickness. It is studied that the latent energy is the largest contributor to the total extracted energy. The sensible energy($E_{s1}$, $E_{s2}$, $E_{s3}$) may not be negligible at the large wall-subcooling and initial-liquid-superheating, also at the first step of solidifying.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.187-198
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• 1996

In this study, the performance of an automobile heat storage system using PCM is numerically simulated. For the analysis of system performance. The phase-change of the PCM and the transient forced convective heat transfer for the HTF are considered simultaneously as a conjugate problem. The phase-change behavior is effectively analyzed using a concept of thermal resistance. From the correlations of phase change rate and heat transfer due to the variations of flow rate of HTF around PCM, the automobile heat storage system performance is predicted. The present results amy be used as the fundamental information for the design of automobile heat storage system.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.99-100
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• 2023

In this study, an approach has been made to understand the effect of encapsulation thickness of the nanoencapsulated PCMs on the phase transition kinetics. Paraffin is encapsulated by silica via single pot polycondensation reaction. Different ratios of silica precursor are chosen to encapsulate paraffin. The obtained encapsulated PCMs are identified as nano sized, as well as with increasing silica precursor, thicker silica encapsulations have been manifested with shrinking core diameter. The synthesized PCMs are characterized using various characterization techniques. Isochronal kinetic studies are done in differential scanning calorimeter (DSC) to understand about their phase transformation behaviors. This study can appreciate the cognition of the large-scale applications of PCMs into the building constructions as well as the fundamental conception on the phase transition kinetics of PCMs can also be amended.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.67-68
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• 2023

This paper reports on the synthesis of paraffin-based phase change materials (PCMs) designed for use in solar reflective paint (SRP) as a thermal energy storage (TES) medium. These PCMs are prepared using the sol-gel process and are encapsulated in silica. The focus of this research is to evaluate the suitability of these synthesized PCMs for efficient thermal energy storage within SRP applications. The obtained PCMs have nanometric dimensions, which make them well-suited for integration into paint formulations. The study also includes a thorough analysis of the chemical, thermal, and structural stabilities of these materials, confirming their applicability in solar reflective paint.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1998년도 정기총회 및 학술논문 발표요지
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• pp.77-82
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• 1998

현재 온실 난방에 주로 이용되고 있는 난방기는 대부분이 화석에너지를 연료로 사용하고 있다. 따라서 생산비의 가중이 불가피하며, 또한 연소 과정에서 발생하는 배기 가스로 인하여 환경 오염이 문제시되고 있다. 따라서 태양에너지를 보다 더 적극적으로 활용할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. 태양에너지를 시설 농업에 적극적으로 이용하기 위해서는 주간에 밀도가 낮은 태양에너지를 고밀도로 축열하여 기온이 급강하하는 야간의 보온에 활용하여야 한다. 주간의 온실내 잉여 태양에너지를 축열할수 있는 상변화 온도 3$0^{\circ}C$ 수준의 잠열축열재를 개발하기 위하여 수행한 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. SCD에 Borax를 0.0~5.0wt% 첨가하여 과냉도를 25.$0^{\circ}C$에서 $1.5^{\circ}C$ 이하로 조절하였으며, Borax의 적정 함량은 3.0wt%였다. 2. SCD에 Carbopol을 0.0~3.0wt% 첨가하여 상분리량을 70.0%에서 0.0%로 조절하였으며, Carbopol의 적정 함량은 1.5wt%였다.3. 축열재 내구성 검증을 위하여 0~1,500회의 상변화 사이클을 수행하였다. 이때 상변화 온도의 변화량이 $\pm$1.$0^{\circ}C$ 이하, 잠열량 변화가 $\pm$2.0 kacl/kg 이하로서 안정된 값을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 축열재의 수명을 10년까지는 보장할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1205-1215
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• 1992

본 연구에서는 1차원 상변화문제를 확장하여 사각형 주형내에서의 접촉열저항 을 고려한 2차원 상변화문제를 해석하고자 한다.즉 고상/액상 경계면인 상변화면을 추적하기 위하여 온도수식법(temperature formulation method)을 적용시 나타나는 복 잡성을 극복하기 위하여 제시된 엔탈피법을 이용하여 순수물질의 경우 뿐만 아니라 2상영역이 존재하는 합금에서의 온도분포, 상변화면의 이동속도 및 총응고에 소요되는 시간등의 열적특성을 해석하며, 또한 이러한 열적특성에 영향을 미치는 매개변수를 도출하고자 주형의 형상, 주형 외벽에서의 열전달계수, 접촉 열전달계수, 주형의 열전 도계수 및 주물의 초기온도등의 변화에 따른 효과를 고찰한다.

• 설비공학논문집
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• 제25권9호
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• pp.477-483
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• 2013

A numerical analysis of solid-liquid phase change was performed on a heat transfer module which consisted of circulating water path (BRINE), heat transfer plate (HTP) and phase change material (PCM) layers, such as high temperature PCM (HPCM, $78{\sim}79^{\circ}C$) and low temperature PCM (LPCM, $28{\sim}29^{\circ}C$). There were five arrangements, consisting of BRINE, HTP, LPCM and HPCM layers in the heat transfer module. The time and heat transfer rate for melting/solidification was compared to their arrangements, against each other. As results, the numerical time without convection was longer than the experimental one for melting/solidification. Moreover, the melting/solidification with the BRINE I-LPCM-BRINE II-HPCM arrangement was faster(10 hours) than the others; HPCM-BRINE-LPCM, BRINE I-HPCM-LPCM-BRINE II one.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.787-792
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• 2022

겨울철 제설염의 사용은 콘크리트의 미세조직을 손상시기게 되고 이는 내구성을 감소시켜 콘크리트의 수명 단축으로 이어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해 상변화물질(Phase Change Material, PCM)의 잠열을 콘크리트에 적용함으로써 손상을 완화하고 제설염의 수요를 감소시킬 수 있는 융설 PCM 함침 경량골재(Phase Change Material Impregnated Light Weight Aggregate, PCM-LWA) 콘크리트를 개발하고자 한다. 콘크리트를 제작할 때, PCM을 함침하고 캡슐화한 팽창점토(Expanded Clay)는 일반골재의 50 %를 대체하여 사용되었으며, 열적 성능을 향상시키기 위해 사용된 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nano Tube, MWCNT)는 바인더 중량 대비 0.10 %, 0.15 % 및 0.20 %의 비율로 첨가되었다. PCM-LWA를 적용한 시편들의 압축강도 시험 결과 약 54 %의 강도 감소를 보였지만 MWCNT의 첨가를 통하여 PCM-LWA 콘크리트의 열적 성능을 크게 향상시켰다. 열 사이클링 시험에서 모든 시편은 15℃ ~ -5℃의 온도에서 시험하였다. 주변 온도가 0℃ 미만으로 내려갈 때, 다른 시편들의 내부 온도는 0℃ 미만으로 내려가거나 조금 웃도는 경향을 보였지만, CNT를 0.10 % 첨가한 시편의 내부 온도는 2℃로 유의미한 차이를 보였다. 0.15CNT와 0.20CNT의 경우 CNT의 함유로 인하여 과냉각이 발생하였고 열효율이 떨어지게 되어 시편 내부의 온도가 0℃ 이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 융설 시험에서 열 사이클링 시험의 결과와 유사하게 50PCM-LWA와 0.10CNT는 얼음을 녹이는 데에 가장 뛰어난 성능을 보였지만 시간이 흐름에 따라 열전도율이 높은 0.10CNT 시편이 가장 우수한 성능을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.622-627
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• 2010

본 논문은 내외부에 열원이 있는 시스템에 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 적용한 경우를 수치해석으로 분석한 것으로 컨넥터가 없는 경우와 있는 경우에 대하여 분석한 것이다. 각각의 경우에 $T_{max}$ 열원만 있을 경우와 $T_{max}$와 $710W/m^2$ 열원이 동시에 있을 경우가 고려되었다. 연구 결과 벽면에서의 열전달, 시간에 따른 PCM 온도변화 그리고 내부온도의 변화를 정리하였으며 그 결과 시스템의 구성품과 열전달 방향 및 열원의 종류에 따라 PCM의 잠열 시간이 달라진다는 점을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.215-225
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• 2015

최근들어 에너지 고갈로 인해 에너지 저장 및 대체 에너지에 대한 관심이 점차 높아 지고 있다. 이로 인해 상변화 물질을 이용한 에너지 저장 및 이동에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구에서는 SPG막(Shirasu porous glass membrane)을 통한 막유화법을 이용하여 상변화 물질인 파라핀계 루비덤$^{(R)}$ (RT-21과 RT-24)을 분산상으로 하여 단분산성 마이크로 입자를 제조하고, 외부를 실리카로 코팅하여 열정 안정성을 향상시키고 열적 특성을 조사하였다. 단분산성 루비덤$^{(R)}$ 입자의 제조를 위해 분산상 압력, 유화제 농도, 루비덤$^{(R)}$과 실리카의 비율을 변수로 하여 평균 입자 크기 $7-8{\mu}m$를 얻었다. Differential scanning calorimetry (DSC)와 Thermogravimetry analysis (TGA)를 이용하여 열적 안정성과 잠열 등의 열적 특성을 조사하였고, Particle size analyzer (PSA), Scanning electron microscopy(SEM), optical microscopy를 이용하여 입자 분포와 캡슐화 유무를 확인하였다. 또한, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR)를 통하여 정성분석을 시행하였다. 결과적으로, 막유화법을 이용하여 얻은 실리카 코팅된 단분산성 루비덤$^{(R)}$ 입자는 향상된 열적 안정성을 보였으며, 순수한 루비덤$^{(R)}$의 80% 이상의 잠열을 유지하는 것을 보여 기존의 상변화 물질의 상안정성을 보완하여 열저장성 기능성 벽지와 건축물, 인테리어 제품에 사용 가능함을 알 수 있었다.