Solar Energy (태양에너지)

The Korean Solar Energy Society (한국태양에너지학회)
권호 표지

A Theoretical Study for the Design of Solar Air Heaters Using Porous Material

다공성 물질을 이용한 공기용 태양열 집열기의 설계를 위한 이론적 연구

  • Hwang, Yong-Ha (Department of Thermal Engineering, National Chung ju University) ;
  • Park, Seung-Ho (Department of Mechanical Engineering, Hong-Ik University) ;
  • Kim, Jong-Eok (Department of Mechanical Engineering, Hong-Ik University)
  • 황용하 (충주산업대학교 열공학과) ;
  • 박승호 (홍익대학교 기계공학과) ;
  • 김종억 (홍익대학교 기계공학과)
  • Published : 1993.09.30
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Abstract

A theoretical study is conducted for the design of solar air heaters using porous material. Radiative characteristics of glazing and porous absorbing media are found through spectral transmittances measured by the Visible spectrometer and the FT-IR. Using those characteristics the efficiencies of collectors are calculated one-dimensionally with the use of the Two-Flux radiation model. The efficiencies increase, as the air flow rates or albedos in the visible range increase, and as albedos in the IR range decrease. The optimum thickness of the porous medium of 15-mesh stainless steel wire screens is 0.001m, which represents the opacity of one.

본 연구에서는 다공성 물질을 이용한 공기용 태양열 집열기(Solar Air Heater)의 설계를 위한 이론적 해석을 하였다. 해석시 필요한 유리 덮개 및 다공성 매질의 파장에 따른 복사특성을 Visible Spectrometer 및 FT-IR로 측정하였다. 다공성 매질로 15 메쉬의 Stainless Steel Wire Screen을 대상으로 하였다. 열전달 현상은 1차원으로 가정하고, 열복사는 Two-Flux Model을 사용하여, 여러 경우의 유량 및 복사 물성치에 대한 집열기 내부에서의 공기온도 및 다공성 매질의 온도를 계산하여 이에 따른 집열기의 효율 등을 계산하였다. 결과로는 무광택 페인트 코팅이 된 경우가 좋은 복사특성을 보였고, 공기유량이 증가할수록, 알베도(Albedo)는 가시광선 영역에서는 작을수록, 적외선 영역에서는 클수록 집열기의 효율은 증가하였다. 다공성 매질의 두께는 0.001m가 적합함을 보였다. 본 연구에서 이는 광학적 두께(Optical Thickness)가 약 1 정도를 의미한다.

Keywords