A Fundamental Study on Development of a Wall Structure type Thermal Diode for Energy Saving

에너지 절약을 위한 벽체형 열다이오드 개발에 관한 기초

In order to development of a new wall structure type thermal diode for energy saving, the numerical studies have been performed for natural convection across an rectangular enclosure with the various lengthes of the heat source and sink plate. The governing equations for the two-dimensional, laminar, natural convection process in an enclosure are discretized by the control volume approach which insures the conservative characteristics to be satisfied in the calculation domain, and solved by a elliptic SIMPLE algorithm. The momentum and energy equations are coupled through the buoyancy term.

공기는 열전도 계수가 낮으므로 밀폐공간 내에서 적당한 형태를 형성하여 자연대류 열전달을 촉진 시키다면 태양열 집열기로서 건물 난방에 이용할 수 있고, 또 자연대류가 일어나지 않도록 유동을 억제 시킨다면 매우 훌륭한 단열재로 사용할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 건물벽 구조에 따라 내 외벽 사이에 단순 사각 밀폐공간을 형성하여 외벽의 가열부와 내벽의 방열부의 위치를 변화시켜 가며 수치해석을 수행하여 최대 난방 및 단열효과를 얻을 수 있는 새로운 대체 건물벽 개발에 관한 기초 설계 자료를 제시하고자 한다. 연구 결과 부력에 의한 driving force를 얻기 위해서는 방열부가 가열부보다 항상 위쪽에 위치하고 크기는 전체 높이의 1/2 이하일 때 열전달이 촉진됨을 알았다.