Abstract
Heat transfer characteristics of low temperature latent heat storage systems have been examined for the circular finned and unfinned tubes using Na$_2$B$_4$O$\_$7/10H$_2$O as a phase change material. In order to reduce the supercooling of PCM, 3 wt% of Na$_2$B$_4$O$\_$7/10H$_2$O was added as the nucleating agent and 2.2 wt% of acrylic acid sodium sulfate was used as the thickener. The heat storage vessel has dimension of 530 mm height, 74 mm 1.D. and inner heat transfer tube is 480 mm height and 13.5 mm O.D. Water was employed as the heat transfer fluid. During the heat recovery experiment, the heat recovery rate was affected by the flow rates and inlet temperature of heat transfer fluid. The enhancement of heat transfer by fins over the unfinned tube system was found to be negligible in the thin finned tube systems, whereas the heat transfer coefficient in the thick finned tube system is approximately 60% higher than that in the unfinned lobe system. The experimentally determined heat transfer coefficient for the unfinned tube and thick finned tube systems are 150-260 W/㎡$^{\circ}C$ and 230-530 W/㎡$^{\circ}C$, respectively. The fin efficiency based on the heat transfer coefficient and area increased by fins was found to be 0.05 and 0.26 for the thin and the thick finned tube systems.
망초를 이용한 저온 잠열축열시스템에서 핀을 설치한 전열관에서 방열과정중의 열전달 특성을 살펴보았다. 잠열물질의 과냉각과 상분리를 방지하기위해 3.0 wt% $Na_2$B$_4$O$_{7}$10$H_2O$와 2.2 wt% acrylic acid sodium sulfate가 조핵제 및 증점제로 사용되었다. 축열조는 높이가 530 mm, 직경이 74 mm이고 열전달관은 높이가 480 mm, 직경이 13.5 mm인 이중관으로 되어있으며 열전달 유체로는 물을 사용하였다. 축열재로부터 열을 치수하는 방열과정에서 열회수율은 열전달 유체의 유입온도와 유량에 크게 의존하였다. 핀이 설치되지 않은 전열관과의 비교실험을 통하여 핀에 의한 열전달 촉진은 얇은 핀의 경우에는 열전달계수의 증가가 미미하였지만 두꺼운 핀을 사용한 경우에는 같은 조업조건에서 열전달계수가 약 60% 정도 증가하였다. 실험적으로 결정된 총괄 열전달계수는 핀이 없는 경우에는 약 150-260 w/$m^2$K이었고 두꺼운 핀을 사용한 전열관에서는 230-530 W/$m^2$K정도였다. 총괄 열전달계수의 크기와 핀에 의한 전열면적을 기준으로 한 핀의 효율은 두꺼운 핀의 경우에는 약 0.26, 얇은 핀의 경우에는 0.05 정도로 계산되었다.다.