• 태양에너지
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• 제11권3호
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• pp.53-61
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• 1991

본 연구에서는 심야전력 및 폐열의 회수이용을 위한 잠열축열재를 개발하기 위하여, 상변화 온도가 $50{\sim}80^{\circ}C$의 범위에 있는 상변화 물질중 잠열량이 크고, 물성안정이 비교적 용이한 Octacosane($C_{28}H_{58}$)과 Sodium Acetate Trihydrate($CH_3COONa{\cdot}3H_2O$)를 선택하여 상변화 온도의 변화특성과 물성안정방법 그리고 잠열특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 공업용 수준 Octacosane과 Sodium Acetate Trihydrate의 상변화 온도는 각각 $60.7^{\circ}C,\;57.4^{\circ}C$로서 시약용 수준에 비하여 Octacosane은 $1.1^{\circ}C$, Sodium Acetate Trihydrate는 $0.6^{\circ}C$ 낮았으며, 잠열량에 있어서는 Octacosane은 60.6kcal/kg으로 시약용 수준과 비슷한 값을 보였으나, Sodium Acetate Trihydrate는 51.1kcal/kg으로 시약용 수준에 비하여 5.4% 작은 값을 나타내었다. 2. Octacosane의 상변화 사이를 증가에 따른 잠열량을 분석한 결과, 초기에는 60.6kcal/kg이었으나, 시약용의 증가와 더불어 점차로 감소하여 200cycle에서 47.2kcal/kg이 되었고, 그 이후에는 거의 일정한 값을 유지하고 있는 것으로 보아 더 이상의 잠열량 감소는 없을 것으로 판단된다. 3. Sodium Acetate Trihydrate의 과냉현상을 제어하기 위한 조핵제로서 SPD(Sodium Pyrophosphate Decahydrate)를 3wt 이상 첨가하여 $25.7^{\circ}C$의 과냉도를 $1^{\circ}C$ 미만으로 줄였고, 증점제로서 CMC-Na를 3wt% 이상 첨가하여 상분리 현상을 해결하였으며, 안전성을 고려한 조핵제 및 중점제의 적정 첨가량은 4wt%였다. 4. UREA($NH_2CONH_2$)를 첨가하여 Sodium Acetate Trihydrate($CH_3COONa{\cdot}3H_2O$)의 상변화 온도를 $57.4^{\circ}C$에서 $46.2^{\circ}C$까지 다양하게 변화시켜 이용온도 수준에 적합한 잠열축열재를 선택할 수 있도록 하였으며, UREA 함량에 따른 잠열량을 분석한 결과 UREA의 함량이 증가함에 따라 잠열량이 점차로 감소하여 10wt%의 UREA를 첨가하였을 경우에는 38.3kcal/kg였으며, UREA의 함량이 20wt%까지 증가하는 동안 더 이상의 잠열량 감소는 없었다. 5. $30^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$까지의 가열과정에서 현열재인 물, 그리고 돌(화강암)과 잠열축열재의 축열량을 비교 분석한 결과, Octacosane은 상변화 온도 $60{\sim}70^{\circ}C$에서의 축열량이 물의 2.45배, 돌의 12.5배였으며, S.A.T.(Sodium Acetate Trihydrate)는 상변화 온도 $57.4^{\circ}C$에서의 축열량이 물보다 2.53배, 돌보다는 12.91배 큰 것으로 나타났다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2001년도 봄 학술발표논문집
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• pp.31-33
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• 2001

잠열축열 그린하우스 난방 시스템의 난방특성을 분석하기 위하여 이에 대한 열평형 이론을 정립하고 수치해석에 의하여 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 개발하고자 잠열축열 그린하우스 난방 시스템의 열저항 회로망을 구성하였다. 그리고 그린하우스의 피복재, 내부 공기, 토양표면, 잠열 축열재와의 열평형 방정식을 구성하였으며, Newton-Raphson반복법을 이용하여 수치해석을 하였고, 실험 분석을 통하여 수치해의 타당성을 검증하였다. 시뮬레이션 모델을 위하여 C언어를 사용하였으며, 겨울철 (11월-2월)의 기후 조건이 유사한 여러 날을 선정하여 온도, 태양강도, 상대습도, 토양 수분함량 등을 자료로 하여 모델링을 하였다. 여기에 사용된 토양 조건은 사양토로 건조한 상태를 유지하였다. 이상과 같은 분석에 의하여 그린하우스내 경시적 공기온도 변화와 열전달 현상의 실험치와 이론분석 결과가 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.207-207
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• 2011

본 논문은 공장 등에서 버려지는 중온온도영역($100{\sim}250^{\circ}C$)에서의 패열을 잠열축열 시스템에서 유용하게 사용을 목적으로 잠열축열재인 에리스리톨와 만니톨 그리고 이것들을 혼합한 혼합물에 대한 조사에 관한 것이다. 또한, 만니톨에 에리스리톨을 첨가하는 것에 의해 융해 응고온도가 조정의 가능성에 대해서도 조사한다. 이때 에리스리톨과 만니톨 그리고 이것들의 혼합물의 융점과 잠열량은 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 측정되며, 시험관안에 상변화물질을 충전하여 융해 응고거동을 디지털 카메라를 이용하여 관찰 된다. DSC측정결과에서는 만니톨의 함유량이 50~60mass%에서는 3개의 융점, 70~90mass%에서는 2개의 융점을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한 시험관을 이용한 실험결과에서는 만니톨의 함유량에 따라서 각 각 다른 융해 응고거동이 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권3호
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• pp.9-16
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• 2013

In this research, the effect of a heating system, which is powered by direct solar energy accumulated in phase change material (PCM) as heat storage material installed on the floor surface, on the cooling load was studied. Cooling load of a test building designed for this research was measured with fan coil unit and factors affecting it were also estimated. Experiments were performed with and without PCM installed on the building floor to understand the effect of the PCM on the cooling load. Additionally, to confirm the experiments results, the prediction calculation formula by average outside temperature and integrated solar radiation was composed using multivariate regression model. The results suggested that the heating system with PCM on the floor surface has the potential to shift electric power peak by radiating heat, stored during the daytime in it, at night, not increasing the total cooling load much.

• 태양에너지
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• 제17권2호
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• pp.67-74
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• 1997

잠열 저장물질로서 비조화 축열재인 sodium acetate trihydrate를 사용하여 구형의 PCM 입자를 제조하였다. 비조화 축열재의 단점인 상분리 현상 및 과냉각 현상을 방지하기 위하여 점증제로서 gelatin, 조핵제로서 sodium pyrophosphate decahydrate를 사용하였다. 혼합조성의 용융 PCM을 이용하여 연속적으로 지름이 3-3.5 mm 인 구형 PCM 입자가 제조되었다. 용융 PCM 방출속도가 1.3-1.8 ml/min 인 범위 내에서는 PCM 입자크기가 방출속도에 영향을 받지 않았다. 제조된 PCM 입자의 물성을 측정하기 위하여 DSC, SEM과 XRD를 이용하였다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.522-526
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• 2010

축열이용기술은 열저장효과를 이용하여 냉난방 부하가 적을 때 남는 열을 저장하였다가 부하가 증가할 때 이용하는 방법으로써, 열저장 물질의 온도이용 특성에 따라 현열축열과 잠열축열로 구분한다. 잠열축열은 특정 온도 범위에서 상변화 할 때 높은 잠열을 갖는 물질을 이용하여 열을 저장하는 방법으로 동일한 열저장을 위해 소요되는 공간 크기가 현열 축열에 비하여 작아지게 되고 일정한 온도범위에서 열의 흡수 및 방출이 가능한 특성이 있다. 본 연구는 건축물의 냉난방시 소요되는 에너지를 절약하기 위하여 상온 상변화물질을 축열재로 사용하여, 건축자재로 범용적으로 사용되고 있는 시멘트, 석고 등에 적용하고자 하였다. 제조된 물질이 에너지절약성능은 물론 건축자재로서 필요한 물성을 갖추기 위하여 최적배합 방법 및 비율을 도출하고자 하였다. 그에 따라 중량비로 3% 들어간 축열모르타르의 냉각지연효과는 약 19%로 나타났다.

• 태양에너지
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• 제15권1호
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• pp.13-28
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• 1995

온돌의 효시인 화덕은 바닥에 자갈을 깔고 그 위에 진흙을 덮었으며, 주위에 큰돌을 놓아 불을 피워 돌과 흙에 열을 저장하여 이용하였으며, 이는 열저장 측면에서 주시할만한 난방법이었다. 현재의 한국식 주거용 난방시설은 연탄, 석유 및 가스 보일러를 이용한 온수순환온돌로서 전통온돌에서 사용한 돌과 흙같은 축열매체가 사용되고 있지 않다. 축열매체를 사용하고 있지 않기 때문에 온돌바닥면과 난방공간과의 온도차가 심하게 되어 쾌적도가 떨어지므로 난방열을 지속적으로 공급해야 하는 어려움이 있다. 이와 같은 현재의 난방법을 개선기 위하여, 본 연구에서는 잠열축열재와 바이오세라믹으로 구성된 온돌을 개발하였고, 그 난방특성을 실험적으로 분석하였다.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.13-24
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• 1995

국내의 주택난방은 온수 순환 파이프를 매설한 시멘트 온돌이 대부분을 차지하고 있으며, 현재와 같은 형태의 파이프 매설식 온돌은 열매자체의 축열성이 없기 때문에 빈번한 난방열의 공급으로 인하여 경제성과 쾌적도의 측면에서 불리하고, 또한 매설식이기 때문에 고장시의 수리가 불편하다는 문제점을 안고 있다. 따라서 축열형 조립식 형태의 온돌에 관한 연구가 최근에 이루어 지고 있으나, 실용화를 저해서는 보다 더 조직적이며 체계적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 현재 이용되고 있는 매설식 온수 순환 온돌의 단점을 개선하기 위하여 본 연구에서는 잠열축열재와 바이오세라믹을 이용한 조립식 온돌을 설계 제작하였으며, 온돌을 설치한 난방공간의 열전달 특성을 열평형 이론을 적용하여 해석하였다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.570-574
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• 2010

기존 단열재의 주된 기능은 단지 열전달을 차단하는 기능과 건물로부터 열손실을 줄여주는 기능만을 수행했다. 반면, 축열재는 특정온도 범위 내에서 열에너지를 저장 또는 방출함으로써 건물에너지 사용량을 절감할 수 있다. 축열 건자재는 실내 공기온도 변화주기를 효과적으로 조절하여 일정하게 온도를 유지시킬 수 있다. 결과적으로 냉난방시스템 기능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 본 연구는 건축자재로 많이 이용되고 있는 석고보드에 상변화잠열물질을 축열재로 첨가하여 그 물성과 열환경 특성을 파악하였다. 또한 축열 건자재를 활용할 때 발생가능한 문제점을 확인하였다. 마지막으로 TVOC와 HCHO 함량 분석으로부터 오염물질의 배출가능성을 조사하여 축열 건자재의 환경 친화도를 검토하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.17-25
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• 2013

축열재 이용 기술은 실내 냉난방을 위하여 사용된 에너지를 장시간 일정온도로 유지할 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높이는 장점이 있다. 이 중 상변화 물질을 이용한 잠열 축열재는 물질의 잠열성질을 이용하는 것으로서 심물질로서 일정온도에서 녹는점을 갖는 물질을 캡슐화 하여 이를 건축자재에 적용하여 실내 및 외기의 온도에 따라서 심물질이 녹거나 어는 과정에서 축열과 방열로 인한 에너지 절감 및 차단 효과를 갖는다. 상변화 물질을 이용해 축열재를 만드는 방법은 마이크로 캡슐화의 방법이 있다. 이 방법은 크게 분류하면 화학적 방법, 물리 화학적 방법 및 물리적 기계적 방법의 3가지로 나눌 수 있다. 물리 화학적 방법으로 습식공정에 의한 마이크로 캡슐화 공정을 이용했으며 이 공정은 심물질을 용매에서 에멀젼화한 다음 고분자모노머를 심물질인 에멀젼의 벽면에 코팅하여 경화 시키는 공정이다. 이 경우에 심물질의 에멀젼이나 벽재 모노머의 코팅 성능을 좋게 하기 위하여 계면활성제가 사용된다. 또한 계면활성제의 특성에 따라서 마이크로 캡슐화의 성능이 좌우되고 특히 벽재물질의 코팅 두께 및 코팅의 균일성에 크게 좌우된다. 본 연구에서는 상변화를 이용한 축열재로서 심물질인 1-도데카놀을 멜라민수지로 계면중합법에 의하여 마이크로 캡슐화 하는데 있어서 계면활성제인 SSMA(sulfonated styrene-maleic anhydride)의 화학적 특성에 따른 마이크로 캡슐의 성능과 이에 따른 축열 성능을 비교하였다.