• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.366-371
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• 2000

본 연구는 동적형 빙축열시스템에 있어서 증발판이 축열조 상부에 설치되어 생성된 얼음을 주기적으로 분리, 이탈시켜 하부에 설치된 축열조에 저장하는 기존의 하베스트형 빙축열시스템과는 반대로 축열조 내에 증발판을 설치하여 수중에서 얼음을 생성시키고 분리시켜 부럭에 의해 얼음을 띄워 저장하는 새로운 방식의 수중 하베스트형 빙축열시스템 개발에 관한 연구이다. 본 방식은 축열조 내에 증발판이 설치되어 제빙과 탈빙이 이루어짐으로서 기존 시스템에 설치되는 순환펌프나 순환수 분배기 및 배관 등의 설비가 불필요하고, 또한 조내 물과 증발판이 직접접촉에 의해 열교환이 이루어지므로 기존 공기 중에서의 열교환 방식보다 전열효율이 우수한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 상기의 수중 빙제조 방식에있어 빙 제조시와 방냉시 축열조의 열특성을 실험적으로 밝혀 시스템 최적화 및 성능 향상에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다.

• 태양에너지
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• 제18권1호
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• pp.45-55
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• 1998

태양열이나 심야전력과 같이 에너지의 공급과 수요가 시차적으로 다를 경우 축열저장이 필수적이다. 축열조는 부하에 따라 그 부피가 커지게 되고 부피는 곧 경제성과 밀접한 관계를 갖고 있다. 따라서 이 연구는 축열조의 소형화에 관한 연구로 이번 실험에서 수행된 Nodule S-64(PCM-NaOH)인 구형 볼타잎을 사용하였고, 260Lit 용량의 축열조를 설계 제작하여 수학적 모델링과 실험을 병행하였다. 실험에 사용한 S-64는 이번 실험을 위해 제작한 것으로 축열 결과 현열인 물의 경우보다 축열량이 두배로 증가하였다. 따라서 기존 축열조 부피를 절반정도 축소가 가능하며, 운전조건에 따라 더이상 줄일 수도 있어 태양열이나 심야전력용 축열조로 매우 적합함을 알 수 있었다.

• 플랜트 저널
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• 제10권4호
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• pp.35-41
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• 2014

축열조는 집단에너지를 공급하는 지역의 고도와 열부하에 따라 높이와 용량이 결정된다. 이는 축열조의 수두를 이용하여 열배관망에 압력을 가하고 배관망내의 비등을 방지하며 온도변화에 따라 체적이 팽창하면 이를 흡수하고 수축 시에는 부족한 중온수를 배관망에 공급하는 기능을 해야 하기 때문이다. 또한, 축열조의 역할은 주로 열수요량의 변화가 심한 계절별 주간 야간 시간대에 적절한 용량을 갖추고 잉여 열량을 저장한 후 필요한 시간대에 지역난방 열원으로 이용하면 열생산 설비의 운전 조건에 영향을 받지 않으면서 독자적으로 지역난방 열수요를 공급할 수 있는 장점이 있다. 본 연구는 지역난방에 건설되어 운영 중인 축열조 27기 중 폴리우레탄 폼의 단열 재료로 시공된 18기의 축열조에 대하여 단열재의 재질과 축열조의 운전방법에 따른 단열재의 손상원인에 대한 고찰과 단열재 손상이 축열조 부식에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.564-572
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• 2002

본 연구에서는 크기가 서로 다른 자갈로 이루어진 3종류의 축열 매체에 대한 현열축열 특성을 조사하였으며, 그 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 제 1 종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 5$0^{\circ}C$와 62$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는 축열시간은 각각 170분과 130분이었으며, 방열시간은 각각 210분 및 250분으로 나타났다. 또한, 방열시 출열조 출구의 최고 공기 온도는 공급공기의 온도가 5$0^{\circ}C$와 62$^{\circ}C$ 일 때 각각 34.5$^{\circ}C$ 및 36.5$^{\circ}C$였으며, 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 열 회수 시간은 각각 100분 및 115분으로 나타났다. (2) 제 2종 자갈: 축열조에 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 각각 175분과 140분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 215분 및 250분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 $65^{\circ}C$ 일 때 각각 35$^{\circ}C$ 및 38$^{\circ}C$였다. 축열조 출구의 공기온도 33$^{\circ}C$를 기준으로 한 열 회수 시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$ 일 각각 120분 및 140분으로 나타났다. (3) 제 3종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 가열공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때 각각 180분과 150분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 240분 및 270분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 가열 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$ 와 $65^{\circ}C$일 때 각각 35.5$^{\circ}C$ 및 39.5$^{\circ}C$였다. 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 에너지 회수시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$일 때 각각 140분 및 160분으로 나타났다. 이와 같이 자갈이 작을수록 축열조 출구의 공기온도가 기준온도 33$^{\circ}C$에 도달되는 시간이 길었으며, 이것은 축열조내의 공극이 작고 비중량이 커 자갈층을 가열시키는 축열시간이 길어지기 때문인 것으로 사료된다. 또한 작은 자갈일수록 방열시간도 다소 길어져 회수 가능 열에너지가 큰 것으로 나타났다.

• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.65-77
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• 1996

동적형 빙축열 시스템의 빙축열조에서 세가지 얼음충진율에 대해 분산유체의 유온, 유량을 변화시켜 용융실험을 행하였다. 빙축열조에 분산되는 분산유체의 온도가 높고 유량이 많을수록 빙축열조 내의 온도성층화 현상도 뚜렸하였고 온도성층화에 돌입하는 시간이 단축되었다. 분산유체의 유량이 많을 때는 잠열이 방출되는 시기에 걸쳐서 빙축열조 내의 온도안정화 현상이 나타나고 온도안정화에 소요되는 시간도 단축되었다. 그러나 얼음의 용융이 끝난 후는 유량이 적을 때가 온도성층화 현상이 뚜렸하였다. 빙축열조 얼음충진율이 높을 때 온도성층화에 소요되는 시간이 길었으며 빙축열조 내 온도분포는 안정되었고 빙축열조의 벽면 영향으로 인해 빙축열조 상부의 온도가 높게 나왔다. 실험초기온도를 유지하는 기간은 빙축열조 내의 얼음이 존재하는 기간과 일치하였다. 빙축열조 내의 평균온도 상승은 분산유체의 유량이 많고 온도가 높을수록 일찍 상승하였다. 총방열에너지에 대한 잠열에너지($E/E_{ot}$)의 시간에 대한 변화비는 분산유체의 온도가 동일한 조건에서 유량이 많을수록, 분산유체의 온도가 높을수록 큰 값으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권1호
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• pp.65-72
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• 2014

본 연구에서는 지역난방 공사에서 사용하고 있는 성층 축열조의 불가용 에너지를 줄이기 위해 단열층을 설계하였다. 단열층은 추가적인 장치 없이 고온수와 저온수의 밀도차이로 생기는 부력으로 운용된다. 축열조의 내부 온도분포를 모사할 수 있는 해석모델을 Matlab Simulink 를 이용하여 제작하고 해석 결과를 이용하여 단열층의 소재와 두께를 결정하였다. 또한 축열조의 축소실험을 통하여 단열층의 운용 가능성을 확인하였다. 실험 결과, 단열층이 축열 방열과정에서 고온수와 저온수의 혼합과 열전도로 인한 온도 경계층형성을 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 확인하였다. 단열층을 설치한 축소실험에서는 단열층이 없는 축열조보다 약 1540 J 의 추가 가용에너지가 보존되었고 이를 실제 축열조에 적용할 경우 약 6%의 축열효율이 증가될 것으로 예상된다.

• 태양에너지
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• 제18권3호
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• pp.89-94
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• 1998

태양열 응용을 위한 한 방편으로 캡슐화된 PCM을 이용한 유동층 축열조에서 축열 및 방열과정에서 열전달 특성을 살펴보았다. 유동층 축열조는 원통형으로 높이는 40cm, 직경은 5.0cm 이었다. 축열물질은 무기염의 일종인 sodium acetate 였으며, 이것은 파라핀 왁스와 PMMA 로 코팅되었다. 캡슐화된 PCM의 크기는 약 $2{\sim}3mm$였으며, 용융점은 $58^{\circ}C$였다. 축열 및 방열과정시 유동층 축열조의 시간에 따른 온도분포, 순간 열저장 및 방출 속도를 측정하였으며 이로부터 유동층 축열조의 체적 열전달 계수를 도출하였다. 또한 유동층 축열조의 조업변수인 열전달 유체의 유속, 유입온도에 대한 열전달 계수의 영향도 관찰하였다.

• 기계저널
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• 제33권2호
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• pp.183-190
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• 1993

에너지 문제에 현명하게 대처하기 위해선 폐열과 심야전력을 활용한 축열시스템의 저변확대가 시급하다. 특히 우리나라와 같이 냉난방으로 인한 계절별 전력 수요폭이 심한 나라에서는 공조용 축열 시스템 개발이 필요하다. 현재 우리나라에 보급되고 있는 것은 빙축열 시스템이 대부분인데 지역과 조건 그리고 용량에따라 좀더 다양한 시스템 선택이 필요하다. 그리고 에너지의 축출 방법에 있어서도 전체 공조 시스템의 특성과 효율을 특히 고려해야 할 것이다. 축열 시스템의 핵심은 무엇보다도 축열조의 소형화(compact)와 축열 효율이다. 즉 되도록 작은 크기의 축열조 로써 최대한 많은 에너지를 저장하며 또한 최대한 많은 에너지를 회수하는 것이다. 일반적으로 축열조에 열을 저장 그리고 축출하는 과정에는 에너지(useful energy)의 손실이 생기게 된다. 이는 열전달 과정 중에 시스템 내의 엔트로피의 증가로 생기는 필연적인 손실로 이것을 최소로 하는 설계 기술이 필요하다.

• 에너지공학
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• 제15권3호
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• pp.194-201
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• 2006

온실은 작물의 성장조건을 맞추기 위해서 야간 및 추운 날에는 난방을 해야 한다. 지열원 히트펌프 시스템은 냉난방 시스템에서 두드러진 관심을 보이고 있다. 축열조를 채용한 수평형 지열원 히트펌프 시스템을 온실에 적용하여 성능특성을 조사하였다. 그리고 축열조를 채용한 이유를 자세하게 설명하였다. 축열조는 지열원 히트펌프 시스템의 난방능력보다 큰 난방부하를 대응할 수 있다. 연구 결과, 시스템전체의 성능계수는 2.69로 나타났다.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.77-90
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• 1995

본 연구는 용융점 온도가 $0^{\circ}C$인 순수 물이 수직원통형 빙축열조 내에 각각 형상비(H/R)가 4와 2인 형태로 채워져 있을 경우 수직원관 내로 유입되는 작동유체의 온도를 $-10^{\circ}C$, 유량을 10 liter/min로 고정시킨 후 유동방향을 상향과 하향으로 변화시켰을 경우 시간경과에 따라 나타나는 물의 응고형상, 수직원통의 온도분포, 수직원관의 온도분포, 축열량에 대한 열전달현상을 실험적으로 규명한 것이다. 축열조내 물의 온도분포는 초기온도가 $7^{\circ}C$인 경우 냉각과정중 축열조내 상부가 하부보다 높고 시간경과 후 물의 최대밀도점인 $4^{\circ}C$ 이하에서는 축열조 하부가 상부보다 높으며, 초기온도가 $4^{\circ}C$와 $1^{\circ}C$인 경우는 물의 밀도값이 최대점인 $4^{\circ}C$ 이하이므로 실험시작 초기부터 하부가 상부보다 온도분포가 높게 나타났다. 응고과정 시에는 동일한 초기온도 하에서 작동유체의 유동방향이 상향일 경우가 하향일 경우보다 축열조내 자연대류 유동이 활발하여 액상의 평균온도는 빠르게 강하되고 수직원관 외벽면의 상 하부 온도차이도 적으며, 응고형상은 축열조내 물의 초기온도가 $7^{\circ}C$와 $4^{\circ}C$ 일 때 상 하부에서 고르게 진전된다. 축열조내 물의 초기온도가 $1^{\circ}C$인 경우는 전도열전달의 영향이 지배적이므로 응고층의 생성은 작동유체 유동방향으로 형성되어진다. 축열량은 형상비에 관계없이 초기온도가 높을수록 크게 나타났으며, 동일한 초기온도 하에서도 작동유체의 유동방향이 상향으로 유입될 경우가 하향에 유입되는 경우보다 시간경과 후 크게 나타났다.