• 제목/요약/키워드: 잠열축열시스템

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초고온 상변화 물질을 이용한 열회수장치 개발:Part I 축열재 모듈의 열전달 현상 해석 (Development of a Heat Regenerator Using High Temperature Phase Change Material : Part I Prediction of Heat Transfer Phenomena in a Single Module of Phase Change Material)

  • 박준규;서경원;김상진
    • 에너지공학
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    • 제2권3호
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    • pp.258-267
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    • 1993
  • 본 연구에서는 초고온 잠열 축열재를 이용한 에너지 저장 시스템을 개발하기 위한 첫 단계로 에너지 저장 시스템 내부를 구성하는 단일 축열재 모듈에 대한 축방열 특성에 관한 수치모델을 개발하였다. 잠열축열재는 Si와 Al이 각각 96.8%와 2.7%인 합금으로 Ca, Fe 및 Ti 등의 불순물을 함유하고 있으며, 그것을 둘러 싼 캡슬은 SiC와 흑연이 각각 58%와 42%인 합금으로 융점은 약 1673 K다. 재료분석 결과에 준하여 수치모델 개발에 필요한 물리·화학적 데이타를 참고문헌으로부터 인용하였으며 유체의 온도와 속도를 축열재의 축방열 특성에 관한 변수로 사용하였다. 상전이에 관한 해석은 겉보기 열용량 법(apparent capacity method)과 postiterative 법의 장점들을 이용하여 해석하였다. 수치해석 결과 가스의 온도가 실제 조업에 가까운 1773 K의 경우 잠열재가 축방향으로 빨리 용융되고 상대적으로 가스의 온도가 높아 온도 차이가 큰 3000 K의 경우 잠열재가 반경방향으로 빨리 용융되는 현상이 일어났다. 가스의 유속은 온도에 관계없이 느린 경우에만 용융시간에 영향을 주고 빠른 경우에는 융용시간이나 용융형태에 거의 영향을 주지 못하며, 유속이 느릴수록 축열재 내부 온도구배의 앞·뒤 비대칭성이 심해지는 것이 예측되었다.

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태양열-잠열축열시스템의 온실보온특성 (A Study on the Greenhouse Heating of Solar Energy - Latent Heat Storage System -)

  • 송현갑;류영선
    • 생물환경조절학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.14-20
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    • 1992
  • For the high quality and low cost agricultural crops in greenhouse cultivation, it is necessary to use natural energy as much as possible. In order to reduce the fossil fuel consumption and maximize the solar energy utilization in greenhouse heating, a latent heat storage material was developed as a relatively highly concentrative solar energy storage medium. And a solar energy-latent heat storage system was designed and constructed. The experimental research on greenhouse heating effect of the system was performed.

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잠열축열시스템의 축열과정에서 자연대류의 영향에 관한 연구 (Effect of Natural Convection on the Heat Transfer in a Latent Heat Storage System)

  • 유승남;한귀영
    • 태양에너지
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    • 제19권2호
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    • pp.29-36
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    • 1999
  • Heat transfer characteristics of a low temperature latent heat storage system during the heat storage stage was examined for the circular finned tubes using fatty acid which shows the big density difference during melting as phase change materials. The heat storage vessel has the dimension of 530 mm height, 74 mm inside diameter and inner heat transfer tube is 480 mm in height and 13.5 mm outside diameter. Hot water was employed as the heat transfer fluid. During the heat storage stage, it was found that both conduction and natural convection were the major heat transfer mechanism. It was also found that the effect of natural convection on the heat transfer was more significant for the unfinned tube system than that for the finned tube system. The experimentally determined overall heat transfer coefficients were in the range of $50{\sim}250W/m^2K$ and the correlation for natural convection heat transfer as a function of Nusselt and Rayleigh number was proposed.

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2-PCM 잠열축열 시스템의 열역학적 성능 (Thermodynamic performance of 2-PCM latent heat thermal energy storage system)

  • 이세균;우정선;이재효;김한덕
    • 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.

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열싸이폰을 이용한 잠열축열시스템의 성능실험(I) - 열주입량이 일정한 경우 - (Performance of a Latent Heat Storage System Using Two-Phase Closed Thermosyphon(I) - the Case of Constant Heat Input -)

  • 김태일;김기현
    • 태양에너지
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    • 제12권3호
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    • pp.28-36
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    • 1992
  • 상변화물질로의 열전달기구로써 열싸이폰을 사용하는 잠열 축열 시스템의 축열성능을 실험을 통해 조사하였다. 상변화 물질로는 파라핀 왁스(Sunoco P-116)를 사용하였고 왁스의 유효열전도계수를 높이기 위해 여러겹의 구리망을 왁스에 넣었으며 이 구리망은 열싸이폰의 fin의 역할도 하게했다. 열주입율을 변화시켜 실험을 수행하였으며 주요 결론은 다음과 같다. (1) 구리망 사이의 공간은 용해된 왁스의 대류유동을 허용하여 왁스내의 온도를 비교적 균일하게 해 준다. (2) 구리망의 수가 증가하면 전도열전달은 향상하나 대류작용은 억제된다. (3) 구리망의 수가 증가하면 열싸이폰의 열관류계수와 전 열관류계수는 증가하나 열싸이폰의 응축부와 왁스사이의 열전달계수는 감소한다.

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직접접촉식 빙축열조의 전열특성에 관한 연구 - 빙축열조의 단열영향을 중심으로 - (An Experimental Study on the Thermal Characteristics of Ice Storage Tank - Focusing on the Adiabatic Effects of Ice Storage Tank -)

  • 이채문;박정원;조남철;박상록;김일겸;김동춘;김영기;임장순
    • 태양에너지
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    • 제17권2호
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    • pp.75-89
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    • 1997
  • 동적형(Dynamic type) 빙축열시스템의 빙축열조에서 단열조건과 비단열조건인 경우 각각 얼음충진율(Ice Packing Factor), 분산유체의 온도 및 유량의 변화에 따른 실험을 수행하였다. 실험시간이 경과함에 따라 빙축열조의 수직방향으로 온도성층화가 나타났으며 분산유체의 유입온도가 높고 유입유량이 많을수록 상부영역에서 온도분포는 크게 변화하였고 온도성층화에 도달하는 시간도 단축되었다. 또한 얼음충진율이 작은 경우가 온도성층화를 이루는 시간이 짧았고 상하부 온도차가 급격히 커진 것 알 수 있었다. 그리고 단열의 경우가 비단열의 경우보다 모든 조건하에서 조금 높은 온도분포를 나타내었으며 온도성층화에 소요되는 시간도 조금 단축되었다. 빙축열조내의 수직방향의 평균온도 상승은 얼음충진율이 낮고 유량이 많을수록 커졌으며 총방열에너지에 대한 잠열에너지의 비($E_{\lambda}/E_[tot}$)는 약 80%정도로 나타났다. 또한 유입온도가 높고 유량이 많을수록 잠열에너지의 방출이 빨리 나타났다.

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TMA 농도에 따른 저온잠열축열물질의 냉각특성 (Low Temperature Latent Heat Storage Material of Cooling Characteristics According to Concentration of TMA)

  • 김창오;정현호;정낙규
    • 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.