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상변화물질에 의한 열에너지저장 검토

전문가 제언: ○ 상변화물질에 잠열저장은 높은 열저장 밀도를 나타내며, PCM 체적 및 온도의 적은 변화로 상변화가 일어나는 동안 많은 양의 열을 저장한다. 상변화물질에 의한 열저장을 건물에 응용하여 건물 에너지절약을 달성하는데 중요한 역할을 할 수 있으므로 관심이 점증하고 있다.

○ 건자재에 PCMs를 합치하기 위한 결합방법은 직접결합, 침지 및 캡슐화 방법이 있다. 특히, 최근에는 마이크로캡슐화한 PCMs를 건물에서 열저장시스템에 사용하는 기술이 개발되어 크게 발전하였다. 본 문헌에서는, 건물 응용에서 잠열 에너지저장에 관한 이전의 연구들을 검토하였다. 건자재에 PCMs 주입 방법, 현재 건물 응용 및 열 성능분석 뿐만 아니라 PCMs 건물의 수치 시뮬레이션을 포함한다.

○ 건물에 응용하기 위해서는 PCMs의 상변화 온도는 18~30 oC 이여야 한다. 또한, 화학적 안정성과 건축 재료와의 호환성도 PCMs 선정에 고려하여야한다. 수동형 태양열난방에서 PCMs에 의한 열저장시스템을 벽, 천장 및 바닥에 설치하여 에너지절약을 구현할 수 있다. PCMs를 이용한 열저장은 상변화에 의한 잠열저장에 의해서 비교적 일정한 온도를 장시간 유지하며, 이 방법은 환기 및 냉방에도 유용하다.

○ 국내에서도 상변화물질에 의한 열저장시스템을 건물에 응용하기 위해서 연구를 하고 있다. 본 문헌에서 검토한 건물에너지 저장을 위해 적합한 고-액 상변화물질들에 대한 자료, PCMs를 건자재와 합치하는 기술, 그리고 PCMs 건물의 열 성능평가 방법 등은 국내 연구에도 참고가 된다. 그러나 건물에 PCMs에 의한 열저장시스템을 실용화하기 위해서는, PCMs의 오랜 상변화 사이클에서 안정성이 담보되어야하며, 또한 건자재에 PCMs를 포함하는 방법의 실행가능성을 면밀히 검토하여야 한다.

저자: D.Zhou, C.Y. Zaho, Y.Tian
자료유형: 학술정보