고체흡착식 태양열 냉동기의 냉동 사이클에 관한 개요

전문가 제언

□ 고체 흡착식 냉동기는 고체 흡착제와 냉매의 흡착반응에 따라 발열, 흡열 현상을 이용하는 냉동 시스템으로서 , 열원으로는 산업폐열이나 태양열을 이용하여 냉열을 발생시키는 일종의 냉동 열기관이다. 이 시스템은 기존의 기계식 냉동시스템과 비교하여 냉동기 내부에 구동장치가 없어서 소음, 진동이 없고, 전력 소모도 적으며, 환경오염의 주범인 CFC 냉매를 사용하지 않아 환경 파괴 문제가 없어 지구의 오존층을 보존하는 새로운 대체기술로 각광을 받고 있어 앞으로 지속적인 연구 개발이 요구 된다.

□ 고체 흡착제를 이용한 냉동시스템은 1848년 Faraday 에 의하여 최초로 제안되었고, 1920년대에 가스연료를 가열하여 냉방과 난방을 겸용으로 한 시스템이 개발되었으나, 전력공급이 늘어나면서 기계식 냉동기의 출현으로 흡착식 냉동 시스템은 빛을 보지 못 하였다. 그러나 1970년 중반부터 저온 폐열 회수 및 태양에너지를 이용한 냉동과 난방 시스템이 환경 친화적이고, 기계식 냉동기 보다 장점이 많아서 다시 각국에서 연구하기 시작하였다.

□ 프랑스에서는 1976년에 태양 에너지를 이용한 냉장고를 개발하였고, 사용한 흡착제와 냉매는 활성탄과 물을 이용하였다. 비석과 물을 냉매로 한 냉동 사이클과 활성탄과 메탄올을 냉매로 한 냉동 사이클을 결합한 다단계시스템도 연구 개발되고 있다.

□ 일본에서는 저온 열원을 이용하여 실리카겔과 물을 냉매로 한 사이클을 이용한 흡착식 냉동기가 개발되어 상품화를 시도하고 있다. 그밖에 태양열을 이용한 얼음제조, 심야전력 저장, 냉장차의 냉동기 등에 응용되는 흡착식 냉동기에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

□ 국내에서는 한국동력자원연구소에서 산업체의 저온 폐열을 회수하여 흡착식 냉난방 시스템을 연구하고 있고, 한국과학기술원에서는 MEMS 기술을 이용한 초소형 흡착식 냉동기를 개발하여 특허를 획득하였다. 한국에너지연구소에서는 저온폐열 회수용 흡착식 냉동기 설계기술 개발 프로젝트를 완성하여 pilot plant 개발을 완성했다.

□ 일반적으로 국내 기술수준은 아직도 기초연구 단계에 있고, 선진국기술 수준은 연구개발 단계까지 와 있다. 문제는 기계식냉동기의 성능계수(2.5~3.5)에 비하여 흡착식 냉동기의 성능계수(0.01~1.0)가 낮기 때문에 이를 해결하기 위한 흡착제와 냉매의 새로운 물질의 개발과 효율적인 장치설계 기술의 향상, 새로운 냉동사이클의 연구가 요구된다.

저자

Anyanwu, E.E.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2003

권(호)

44(2)

잡지명

Energy Conversion and Management

과학기술
표준분류

에너지

페이지

301~312

분석자

주*호

분석물

• 고체흡착식 태양열 냉동기의 냉동 사이클에 관한 개요.pdf [205,064 byte]

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