상변화 열 저장재료를 가진 태양열 온수기

전문가 제언

○ 본문은 잠열 저장재료를 이용한 태양열 온수기를 현열을 저장하는 시스템과 비교하여 설명하였다. 간단히 말하면 잠열 저장재료를 사용한 온수기는 자갈, 물 같은 온도변화를 이용하는 온수기에 비해 부피를 절약할 수 있고 출구온도가 일정하다는 장점이 있다는 것이다.

○ 상변화 에너지 저장재료는 태양열 온수기뿐만 아니라 그 용도가 대단히 많다. 이들 물질을 직접 난방 장치(예: 건물의 바닥 또는 벽 등)에 설치하면 낮에는 과잉 난방을 방지하고 밤에는 쾌적한 주거 환경을 보장하여 항상 일정한 온도를 유지해 줄 수 있다. 우리나라의 경우 한국에너지기술연수원에서 6수화염화칼슘을 여기에 이용하려는 연구가 수행되었다.

○ 상변화 물질의 필요한 열적 물리적 성질로는 첫째 녹는 온도가 원하는 온도 범위 내에 있어야 한다. 둘째 단위 부피의 용융 잠열이 높아 원하는 양의 에너지를 저장하는 용기의 부피가 작아야 한다. 셋째 핵형성 속도가 높아 액체상에서 과냉각이 없어야 한다. 아울러 결정 성장속도가 빨라서 저장 시스템으로부터 열 회수 수요에 맞아야 한다. 넷째 상-변화의 부피변화가 작고 가동온도에서 증기압이 작아 저장에 물리적 문제가 작아야 한다. 여섯째 동결/용융 사이클에서 화학반응으로 이 물질로 변하지 않아야 한다.

○ 최근에 나온 상변화 slurry는 마이크로캡슐에 넣은(Micro-capsulated) PCM으로 휴대용 열저장시스템에 사용된다. 마이크로캡슐 기술은 PCM을 마이크로미터 또는 밀리미터 수준의 미소 입자 내에 막 형성 재료로 포장하는 기술이다. 다른 방법으로는 마이크로미터 수준의 PCM 입자를 보호재로서 코팅하여 만들 수 있으며 이 입자를 물과 같은 연속적 상내에 부유시킬 수 있다. 이 경우는 이 시스템을 상변화 슬러리(Phase change slurry)가 된다.

○ 아울러 공업적 이용의 시도로서 우리나라에서도 어느 중소기업이 식품 운반에 냉동장치를 구비한 차량 대신 저온에서 상변화 하는 PCM을 탑재한 차량(전기로 고체화)을 추진하기도 했다.

저자

Shukla , A., Buddhi, D., Sawhney, R.L.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2009

권(호)

13

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

에너지

페이지

2119~2125

분석자

김*설

분석물

• 상변화 열 저장재료가 있는 태양열 온수기.pdf [391,822 byte]

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