• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.726-734
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• 1996

본 연구는 $Ba(OH)_2{\cdot}8H_2O$, 나프탈렌, 아세트아미드를 대상으로 이들 물질이 자동차용 축열시스템의 축열매체로서의 사용 가능성여부를 조사하고자 하였다. 이들 물질을 대상으로 고-액상전이 순환과정 동안 상전이에 따른 여러 현상들을 조사하고 축열매체로서 사용되기 위해 위험성없이 재순환시켜 반복할 수 있는 가능성이 조사되었다. 그리고 이들 물질을 안전하게 저장할 수 있는 적절한 저장용기를 찾고자 하였다. 본 연구에서는 이들 물질 중 $Ba(OH)_2{\cdot}8H_2O$가 가장 상안정성이 좋아 자동차용 축열시스템의 축열매체로서의 사용가능성이 높았으며 저장용기는 구리캡슐이 적절하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.281-286
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• 1998

본 논문에서는 상변화형 미세캡슐 함유량이 다른 세 개의 축열보드의 열성능 특성에 관해서 다루었다. 상변화 물질로는 CH3COONa·3H2O를 사용했고 이러한 물질의 미세캡슐을 시멘트 몰타르와 혼합하여 축열보드를 제작하였다. 결과를 보면 상변화형 미세캡슐 향유량이 20%인 경우가 0%인 경우보다 유효도에서 10%가 더 높았고 냉각온도가 낮을수록 주기시간은 짧아지고 방출열량은 증가를 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.555-560
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• 2018

$NaCl-KCl-ZnCl_2$ 혼합물(NaKZn-Chloride)의 열물성을 조사하여 열저장 매체로서의 잠재성을 평가하였다. 고온용 축열물질로 이용하기 위해서는 축열온도 범위에서 안정된 열물성을 유지하여야 하는데, 사전실험 결과 해당 혼합물은 알려진 고온안정온도인 $850^{\circ}C$ 보다 훨씬 낮은 온도에서 급격한 분해가 진행되었다. 이에 본 연구에서는, 흡수된 수분에 의해 축열물질의 열적 성질이 변화되는지 확인하고자 하였다. 혼합물의 수분함량에 따라 열물성이 변화되는 지를 열물성 장비로 측정하였으며, 가열-냉각 반복실험을 통해 다시 한 번 확인하였다. 그 결과 녹는 점의 경우 흡수된 수분에 관계없이 일정하지만, 고온 안정성의 경우 흡습한 샘플에서 다소 낮아지는 것을 알 수 있었다. 본 연구결과에 따라 흡습성을 가지는 고온 축열물질을 사용하는 시스템에서 수분과의 접촉을 줄임으로써 축열물질의 손실을 줄일 수 있다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.285-288
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• 2002

옥타데칸[$CH_3$[C $H_2$]$_{l6}$$CH_3$]은 상전이 물질(phase change material)이며, 상전이 물질은 상변화를 통해 주변의 온도가 상승하면 녹으면서 열을 흡수하고, 주변의 온도가 낮아지면 결정화(crystallization)하면서 열을 방출하는 축열ㆍ방열성을 반복적으로 나타내는 에너지 물질(enthalpic substance)이다[1, 2]. 옥타데칸은 메탄계열 탄화수소로서 파라핀류(paraffins)에 해당된다. (중략)략)

• 태양에너지
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• 제15권3호
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• pp.15-27
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• 1995

본 연구는 상변화물질로써 무기염수화물계 물질인 피로인산나트륨($Na_4P_2O_7{\cdot}10H_2O$)이 채워져 있는 직육면체형 잠열축열조 내에서 축열과정시 일어나는 상변화물질의 온도특성, 열전달현상, 축열량 등을 실험적으로 측정하고 그 결과들을 수치해석결과들과 비교 검토한 것이다. 축열과정시 상변화물질인 피로인산나트륨은 용융상태가 액체상태가 아닌 gel상태이므로 액체상태에서의 주된 열전달현상으로 나타나는 자연대류 유동현상이 일어나지 않아 전도에 의한 열전달현상이 지배적인 것으로 나타났다. 무기염수화물계 상변화물질은 공극율(공기 함유율)이 작을수록 열용량이 커지므로 축열과정시 공극율이 큰 경우보다 온도가 서서히 상승되었으며, 실험으로 측정된 온도값과 수치해석적인 방법으로 계산된 온도값은 최대 15%의 차이가 났다.

• 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.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1999년도 학술발표논문집
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• pp.91-94
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• 1999

1. 가열과정과 냉각과정의 열매체 입출구 온도차는 초기에 6$^{\circ}C$이상이었으나 후기의 온도차는 3$^{\circ}C$정도로 나타났으며, 가열과정 중 상변화가 이루어지는 시간은 약 2시간, 3$0^{\circ}C$에서 상변화과정이 이루어지며, 냉각과정은 3$0^{\circ}C$에서 1차 28$^{\circ}C$에서 2차 상변화과정이 진행되는 것으로 나타났으나 30-28$^{\circ}C$에서 계속적인 상변화과정이 나타났으며 진행시간은 약 3시간으로 나타났다. 2. 축열재를 700kg 주입하여 축열성능과 방열성능을 측정한 결과 축열재의 축열량은 37,818㎉, 방열량은 36,228㎉로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 축열시스템의 효율은 95.8%로 나타났다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.185-186
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• 2002

최근 세계적으로 환경문제에 대한 인식이 새롭게 변화하면서 산업발전을 지향하는 과정에서 과거의 산업개발 기조를 지양하고 환경 친화적인 산업구조로 변화하기 위해 규제강화 및 자구책 등을 모색하고 있다. 정책적 제도 마련과 더불어 환경 유해물질을 처리할 수 있는 새로운 기술 개발에 총력을 기울이고 있으며, 오존층의 파괴 및 인체에 해로운 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds, VOC)에 대한 처리 방안도 중요한 문제로 대두되고 있는 실정이다. (중략)

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.722-728
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• 1997

본 연구는 $Ba(OH)_2{\cdot}8H_2O$를 기본물질로 하는 안정된 자동차용 축열에너지시스템의 축열매체를 찾고 이의 적용가능성 여부를 조사하고자 하였다. 실험은 순수한 $Ba(OH)_2{\cdot}8H_2O$와 여기에 첨가제를 넣은 혼합물을 대상으로 장기간 사용가능성과 이들 물질이 cycle 반복후 상태의 변화와 열적특성에 대해 조사되었다. 연구의 결과는 $Ba(OH)_2{\cdot}8H_2O$에 $Sr(OH)_2{\cdot}8H_2O$를 첨가한 혼합물이 1300회 cycle 반복후에도 물질의 변화가 없었으며 방열량 감소율도 2%로서 자동차용 축열시스템의 축열매체로서의 가능성이 높게 나타났다.