상변화물질을 활용한 난방 및 온수 시스템

전문가 제언

○ 전 세계적으로 주거 및 서비스 분야는 전체 에너지의 약 35.%를 소비하고 이 중 75%는 난방과 온수공급용으로 사용되는 것으로 알려져 있다. 이러한 난방 및 온수시스템에 있어서 에너지의 절감을 위한 방향의 하나로 상변화물질(PCM: Phase Change Material)의 활용을 위한 연구와 시스템 개발이 확대되고 있다.

 

○ PCM 활용은 에너지의 공급과 수요 간의 불균형을 줄여주고 태양열 시스템에서도 이용효율을 향상시킨다. 전력공급에 여유가 있고 전기료가 저렴한 비첨두시간에 열에너지를 PCM에 저장하여 첨두시간대에 방출한다. 태양열 시스템에서는 주간에 남은 열에너지를 저장한 후 야간에 활용함으로써 가동시간을 연장하고 에너지 이용효율을 향상시킨다.

 

○ 이 연구를 통해 태양열 집열기(solar collector), 축열조(storage tank), 덕트(duct), 열교환기(heat exchanger) 등에 PCM을 적용함으로써 온수 및 난방시스템의 열 성능이 향상된 것을 확인할 수 있다. 이 효과로 에너지 비용절감과 함께 시스템의 체적/공간을 줄일 수 있어 초기 투자 절감과 설치면적 축소효과를 얻을 수 있다.

 

○ 반면 PCM 적용시스템의 효율이 경계조건과 기후에 따라 적용효과가 크지 않거나 불리한 경우도 있다. 따라서 초기 설계단계에서 축열규모, 적합한 PCM 재료선정 등 시스템 설계 시 필요한 설계 최적화툴(tool)을 확립하는 것이 열 성능 향상 확보를 위해 필요하다.

 

○ 국내의 PCM 응용연구는 1980년대 초반부터 공조분야를 비롯하여 건축, 화학분야 등에서 학연 중심으로 수행되어 왔다. 시스템 개발에서는 심야전력 이용의 빙축열시스템과 같은 냉방용 중심으로부터 근래에는 식품저장용 냉장시스템 분야까지 확대되고 있다. 온실가스 배출 감축이 시급한 현실에서 에너지 절감 극대화를 위해 전술한 가정용 온수 및 난방분야를 포함하는 PCM 적용분야의 다양화가 요구된다.

저자

M.K. Anuar Sharif, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

42()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

557~568

분석자

이*원

분석물

• 상변화물질을 활용한 난방 및 온수시스템.pdf [534,216 byte]

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