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흡착냉동의 흡착 작동물질에 대한 고찰

전문가 제언: ○ 흡착냉동 사이클에서 흡착이란 유체분자가 고체 표면 또는 다공질과 같은 고체 매트릭스 위에 고정되는 것이다. 가역과정의 하나로서 분자가 고정되면 얼마간의 에너지를 잃는다. 즉, 흡착은 발열과정이며 흡착냉동 사이클은 기계적 에너지를 사용하지 않고 열에너지만을 사용한다.

○ 기존의 증기 압축식 냉동 사이클과 흡착냉동 사이클을 비교하면, 제1단계인 흡착제의 가열과 발생한 증기의 가압은 증기 압축식 사이클의 “가압”에 해당한다. 제2단계인 탈착 및 응축에서 증기의 탈착과 응축은 증기 압축식 사이클의 “응축”에 해당한다. 제3단계의 냉각 및 감압에서 흡착제 온도 및 압력의 감소는 증기 압축식의 “팽창”과정에 해당한다. 또한 제4단계인 흡착제의 냉각 및 흡착+증발은 증기 압축식의 “증발”과정에 해당한다.

○ 흡착냉동은 1970년대에 세계적인 석유파동이 발생하면서부터 에너지절약 차원에서 처음으로 주목을 받기 시작하였다. 흡착냉동시스템은 공장의 폐열과 태양열을 열원으로 사용할 수 있어 에너지 절감효과가 크다.

○ 또한 1990년대에 와서는 기존의 증기 압축식 냉동에 사용되는 CFC 및 HCFC 냉매가 오존층 파괴물질이고 지구온난화 지수가 매우 높은 온실가스이기 때문에 세계적인 규제를 받게 되었으며 결과적으로 온실가스 문제가 없고 에너지를 절약할 수 있는 흡착냉동의 사용이 크게 증가하기 시작하였다.

○ 흡착냉동은 에너지절약 및 온실가스 감축에서 장점이 있는 반면에 낮은 성능계수와 낮은 SCP(Specific Cooling Power)의 단점이 있다. 이러한 단점은 흡착기 내의 열 및 물질전달의 강화와 흡착물질 짝의 흡착 특성 증가 및 흡착 사이클 동안의 열관리 개선에 의해 극복할 수 있다.

○ 흡착냉동기술은 1평방미터의 태양열 집열판과 0.10~0.15의 성능계수로 4~7kg의 얼음을 생산할 수 있을 정도로 발전해 있다. 이 자료는 흡착냉동을 위한 흡착물질의 최근 기술개발 현황을 요약하고 있다.

저자: L.W. Wang, R.Z. Wang, R.G. Oliveira
자료유형: 학술정보