• 융복합기술연구소 논문집
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• 제2권1호
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• pp.1-6
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• 2012

The cold chain system in South-East Asia is requiring to maintain freshness of refrigerated or frozen food. In this study, Thermal storage system using Phase change material (PCM) was developed and evaluated its performance about temperature and cold keeping time. For various application of cold chain system, we developed portable cold box, cold roll container and freezing station. Keeping time on laboratory tests of portable cold box in case of refrigeration and freezing were 6 hours and 4 hours, respectively. Cold container was developed to 2.5 ton scale. Evaluation in Indonesia, it was showed to keep the setting temperature of $-10^{\circ}C$ over 40 hours at $30^{\circ}C$ of ambient air. Freezing station using PCM was kept over 24 hours under $-20^{\circ}C$.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.207-207
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• 2011

본 논문은 공장 등에서 버려지는 중온온도영역($100{\sim}250^{\circ}C$)에서의 패열을 잠열축열 시스템에서 유용하게 사용을 목적으로 잠열축열재인 에리스리톨와 만니톨 그리고 이것들을 혼합한 혼합물에 대한 조사에 관한 것이다. 또한, 만니톨에 에리스리톨을 첨가하는 것에 의해 융해 응고온도가 조정의 가능성에 대해서도 조사한다. 이때 에리스리톨과 만니톨 그리고 이것들의 혼합물의 융점과 잠열량은 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 측정되며, 시험관안에 상변화물질을 충전하여 융해 응고거동을 디지털 카메라를 이용하여 관찰 된다. DSC측정결과에서는 만니톨의 함유량이 50~60mass%에서는 3개의 융점, 70~90mass%에서는 2개의 융점을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한 시험관을 이용한 실험결과에서는 만니톨의 함유량에 따라서 각 각 다른 융해 응고거동이 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제8권4호
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• pp.576-582
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• 1996

This work studies qualitative thermal characteristics of PCM cold storage medium container and its surrounding streams. Experimental parameters are initial PCM temperature and cold water flow rate. A mathematical modeling was establised to estimate temperature distribution and the cooling process. We found that the phase-change temperatures of PCM varies from 6 to $8^{\circ}C$ which is constant for other materials and that the dominant heat transfer resistance is that on the container side taking about 3/4 of the total resistance. The one dimensional mathematical model predicts experimental data quit well.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.173-178
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• 2010

빙축열시스템은 저온잠열저장을 위해 물을 사용한다. 그러나 물은 액체에서 고체로 상변화를 하는 과정에서 물의 과냉각 현상에 의하여 냉동기의 냉동용량 증가와 COP감소의 원인이 되고 있다. 본 연구는 저온잠열축열물질로 적용 가능한 TMA(Tri-methyl-amine, $(CH_3)_3N$) 20~25 wt%를 포함하고 있는 TMA-물계 포접화합물(TMA-water clathrate compound)의 냉각특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험적 연구 결과, TMA 질량농도가 높을수록 상변화온도는 증가하였고, 과냉각도와 비열은 감소하였다. 특히, TMA 25wt%를 포함하고 있는 포접화합물은 냉각과정동안 평균 상변화온도 $5.8^{\circ}C$와 과냉각도 $8.0^{\circ}C$, 액상유지시간 651sec 및 비열 3.499 kJ/kgK로서 다른 TMA 농도보다 양호한 냉각특성을 나타내었다. 이와 같이 저온잠열축열물질로서 TMA 25wt%-물계 포접화합물을 적용하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.661-668
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• 2008

콘크리트구조물의 초고층화, 대형화 및 장대화에 따라 초고층 건축물의 매트 기초, 장대형 교량의 교각 기초, LNG 저장시설 등과 같은 수화열 관리가 반드시 필요한 대형 매스콘크리트의 적용 사례가 증가함에 따라 콘크리트의 온도균열을 효과적으로 제어할 수 있는 보다 성능 향상되고 실용적인 기술의 개발이 건설현장에서 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 대형 매스콘크리트의 수화열 저감을 위한 새로운 기술로서 일정 온도에서 상변화를 일으키는 잠열재를 활용하여 콘크리트 수화열 제어를 위한 잠열성 결합재를 개발하고, 이를 사용한 콘크리트의 기초물성, 내구성 및 수화발열 특성 등을 평가하였다. 연구결과 잠열성 결합재는 콘크리트의 기초물성 및 내구성에 영향을 미치지 않고, 콘크리트의 수화열 저감 및 온도균열 제어에 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었으며, 대형 매스콘크리트 구조물의 수화열 저감을 위한 유효한 기술로서 실용화될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권10호
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• pp.887-894
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• 2016

고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 이용한 위성부품 열제어장치를 설계 및 제작하였으며 열환경시험을 수행함으로써 온도제어 성능을 분석하였다. 설계온도에 부합하는 n-Hexadecane을 PCM으로 채용하였고, 낮은 열전도도를 보완하기 위하여 내부에 전열휜이 장착된 용기를 Al6061로 제작하였다. 위성에 장착하였을 때와 동일한 작동조건을 확보하기 위하여, 부품과 방열판 사이를 열관으로 연결하였으며 열관의 단열부가 관통하도록 PCM 열제어장치를 설치하였다. 동일한 모양과 부피의 열적완충질량(TBM, Thermal Buffer Mass)도 제작하여, 주기적인 가열-냉각 실험을 수행하였다. 실험결과 상변화 잠열에 의한 PCM의 열제어 성능을 확인할 수 있었으며, TBM에 비하여 질량과 보온히터의 소모전력을 절감할 수 있음을 확인하였다.

• 태양에너지
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• 제11권3호
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• pp.53-61
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• 1991

본 연구에서는 심야전력 및 폐열의 회수이용을 위한 잠열축열재를 개발하기 위하여, 상변화 온도가 $50{\sim}80^{\circ}C$의 범위에 있는 상변화 물질중 잠열량이 크고, 물성안정이 비교적 용이한 Octacosane($C_{28}H_{58}$)과 Sodium Acetate Trihydrate($CH_3COONa{\cdot}3H_2O$)를 선택하여 상변화 온도의 변화특성과 물성안정방법 그리고 잠열특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 공업용 수준 Octacosane과 Sodium Acetate Trihydrate의 상변화 온도는 각각 $60.7^{\circ}C,\;57.4^{\circ}C$로서 시약용 수준에 비하여 Octacosane은 $1.1^{\circ}C$, Sodium Acetate Trihydrate는 $0.6^{\circ}C$ 낮았으며, 잠열량에 있어서는 Octacosane은 60.6kcal/kg으로 시약용 수준과 비슷한 값을 보였으나, Sodium Acetate Trihydrate는 51.1kcal/kg으로 시약용 수준에 비하여 5.4% 작은 값을 나타내었다. 2. Octacosane의 상변화 사이를 증가에 따른 잠열량을 분석한 결과, 초기에는 60.6kcal/kg이었으나, 시약용의 증가와 더불어 점차로 감소하여 200cycle에서 47.2kcal/kg이 되었고, 그 이후에는 거의 일정한 값을 유지하고 있는 것으로 보아 더 이상의 잠열량 감소는 없을 것으로 판단된다. 3. Sodium Acetate Trihydrate의 과냉현상을 제어하기 위한 조핵제로서 SPD(Sodium Pyrophosphate Decahydrate)를 3wt 이상 첨가하여 $25.7^{\circ}C$의 과냉도를 $1^{\circ}C$ 미만으로 줄였고, 증점제로서 CMC-Na를 3wt% 이상 첨가하여 상분리 현상을 해결하였으며, 안전성을 고려한 조핵제 및 중점제의 적정 첨가량은 4wt%였다. 4. UREA($NH_2CONH_2$)를 첨가하여 Sodium Acetate Trihydrate($CH_3COONa{\cdot}3H_2O$)의 상변화 온도를 $57.4^{\circ}C$에서 $46.2^{\circ}C$까지 다양하게 변화시켜 이용온도 수준에 적합한 잠열축열재를 선택할 수 있도록 하였으며, UREA 함량에 따른 잠열량을 분석한 결과 UREA의 함량이 증가함에 따라 잠열량이 점차로 감소하여 10wt%의 UREA를 첨가하였을 경우에는 38.3kcal/kg였으며, UREA의 함량이 20wt%까지 증가하는 동안 더 이상의 잠열량 감소는 없었다. 5. $30^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$까지의 가열과정에서 현열재인 물, 그리고 돌(화강암)과 잠열축열재의 축열량을 비교 분석한 결과, Octacosane은 상변화 온도 $60{\sim}70^{\circ}C$에서의 축열량이 물의 2.45배, 돌의 12.5배였으며, S.A.T.(Sodium Acetate Trihydrate)는 상변화 온도 $57.4^{\circ}C$에서의 축열량이 물보다 2.53배, 돌보다는 12.91배 큰 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제12권2호
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• pp.189-199
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• 2000

This paper investigates the thermodynamic performance of latent heat thermal energy storage system using two phase change materials(2-PCM system). The thermodynamic merit of using 2-PCM is clear in terms of exergetic efficiency, which is substantially higher than that of 1-PCM system. Optimum phase change temperature to maximize the exergetic efficiency exists for each case. The heat transfer area ratio of high temperature storage unit, X, becomes another important parameter for 2-PCM system if the phase change temperatures of given materials are different from those of optimum conditions. It is a good approximation for X$_{opt}$ to be 0.5 when optimum phase change temperatures are used. Otherwise X$_{opt}$ is determined differently as a function of given phase change temperatures.res.

• 설비공학논문집
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• 제13권12호
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• pp.1223-1229
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• 2001

Though conventional calorimetry methods such as differential scanning calorimetry (DSC) and differential thermal analysis (DTA) are used generally in measuring heat of fusion, T-history method has the advantages of a simple experimental apparatus and no requirements of sampling process, which is particularly useful for measuring thermal properties of inhomogeneous phase change materials (PCMs) in sealed tubes. However, random criteria (a degree of supercooling) used in selecting the range of latent heat release and neglecting sensible heat during the phase change process can cause significant errors in determining the heat of fusion. In the present study, it was shown that a 40% discrepancy exists between the original T-history and the present methods when analyzing the same experimental data. As a result, a reasonable modification to the original T-history method is proposed.

• 설비공학논문집
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• 제15권7호
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• pp.604-610
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• 2003

Cycle test for developed phase change material (PCM) is necessary in order to analyze the variation of latent heat, which decreases with time by deterioration. 7-history method and measurement using heat flux meter are appropriate for the cycle test in a tube filled with PCM because they do not need an extraction of sample in measuring the heat of fusion. In the present study, these methods were applied to a PCM having a melting point below a room temperature, different from the past studies for PCMs melting above a room temperature. As a result of experiment using pure water as specimen, we can obtain reason-able values for heat of fusion by both methods.