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상-변화 물질을 토대로 열에너지 저장 시스템을 통한 작동 기기의 열 조정

전문가 제언
○ 본 발명에서 물을 예로 들어 설명한 바와 같이 물질의 상-변화는 등온 조건에서 현열(sensible heat)보다 훨씬 큰 열량의 이동이 수반된다. 따라서 고체-액체 상-변화 물질의 경우 고체에서 액체로 변화하면서 작은 부피로 많은 양을 저장하고 반대로 액체에서 고체로 상-변화할 때 같은 양의 열을 발산한다. 그런데 이 열 저장과 발산이 거의 같은 온도에서 일어난다.

○ 이 같은 상-변화 물질이 가진 큰 열용량은 본 발명이 제시한 선호되는 세 가지 용도에서 이용하면 유리하다. 즉, 작동 기기 자체로 사용하거나 열 장벽으로 사용하여 작동 기기의 열 발생 요소로부터 다른 요소를 열적으로 보호하거나 또 하나는 한 작동 기기 요소의 열적 관성을 증대시키는 것이다.

○ 그 밖에도 본 발명에서는 여러 가지 상-변화 물질을 조합하여 넓은 범위의 온도에서 열 조정이 가능한 하이브리드 시스템도 제시하고 있다. 이 시스템에서는 다른 상-변화 물질의 상-변화가 시작하기 전이거나 또는 이미 완료되었을 때 최소 하나의 상-변화 물질의 상-변화가 진행되어 이 범위에서 온도에 의한 기기의 교란을 방지한다는 것이다.

○ 본 발명은 상-변화 물질의 단점으로 열전도도가 작다는 점을 지적하고 있다. 그러나 금속으로 된 핀을 외부에 장착하는 등 이를 극복하는 방법도 제시하고 있다. 더구나 이러한 금속 핀은 이 시스템의 지지물 역할도 겸하여 시스템의 기계적 강도를 증가시킨다는 주장이다.

○ 그러나 본 발명은 열에너지 저장 시스템에서 사용되는 일반적인 상-변화 물질의 결점으로 상-변화할 때의 부피의 변화와 오랜 시간 사용에 따른 열화로 인한 열에너지 저장 능력의 감퇴는 언급하지 않았다. 상-변화 시에 흔히 일어나는 부피의 변화는 포장기기(예: 캡슐)를 파괴하거나 이를 영구 변형시킨다. 또 본 발명에서 파라핀을 안정된 PCM이라 주장하나 장기간 많은 횟수의 상-변화를 반복하면 필연적으로 열화 된다. 그 중 가장 큰 원인은 상-변화를 하지 않는 물질로 화학적 변화가 일어나는 것으로 이 경우 그만큼 열에너지 저장 능력이 상실된다.
저자
CE.S.I. Centro Studi Industriali di Taddei Ing. Franco and C. S.a.s.
자료유형
특허정보
원문언어
영어
기업산업분류
에너지
연도
2008
권(호)
WO20080044256
잡지명
PCT 특허
과학기술
표준분류
에너지
페이지
1~62
분석자
김*설
분석물
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