• 제목/요약/키워드: Phase-Change Cooling

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휜붙이 수직냉각관 주위의 상변화물질에서 응고열전달에 관한 연구 (A study on heat transfer during solidification of phase change material on a finned vertical cooling tube)

  • 정석주;송하진
    • 한국안전학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.33-41
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    • 1996
  • Experiments were performed to study solidification of phase change material on a finned vertical tube when either conduction In the solid or natural convection in a liquid controls the heat transfer. The liquid was housed in a cylindrical containment vessel whose surface was maintained at a uniform, time-invariment temperature during a data run, and the solidification occurred at a finned and unfinned vertical tube positioned along the axis of the vassel. The phase change material(PCM) employed in this experiment is 99 percent pure n-Octacosan paraffin($C -{28}H_{58}/$). For conduction-controlled and convection-controlled solidification, the enhancement of the solidified mass rate due to finning is great when the solidified layer is thin and decreases as the layer grows thicker. It is studied that the latent energy($E_{\lambda}$) is the largest contributor to the total extracted energy($E_{\lambda} + E_{sl}+E_{s2}$) and the total extracted energy rate at a finned vertical tube is greater than that at a unfinned vertical tube.

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파라핀을 이용한 건축용 시트형 잠열축열재의 축열특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Heat Storage Properties of Phase Change Material Using Paraffin Sheets in Building)

  • 고진수;김병윤;박성우
    • 한국건축시공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.435-441
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    • 2011
  • 기 발표된 보고서에 따르면, 철근콘크리트 건축물을 전과정 평가 한 결과, 온실가스가 신축과 해체 등을 제외한 냉 난방 사용의 유지관리 단계에서 전체 발생량의 70 % 이상 배출한다고 보고하였다. 이는 건축물로 인한 온실가스 배출량을 줄이기 위해서는 유지관리 단계가 중요하고, 건축물의 설계단계 부터 에너지 소비를 최소화할 수 있는 유지관리 계획이 필요함을 의미한다. 따라서, 본 연구에서는 건축물의 사용단계에서 냉방에너지 소비를 줄일 수 있는 방법으로 상변화물질(Phase Change Material)인 파라핀 시트를 건축물의 개구부 또는 벽체 마감재로의 활용 가능성을 검토하였다. 온도조절이 가능한 챔버 내부에 파라핀 시트를 적용한 축열실과 적용하지 않은 일반실을 제작하고, 대류와 직사일광의 조건으로 각각 챔버 온도를 상승시켜 실험체 내부의 온도변화를 측정하였다. 실험 결과, 파라핀 시트를 적용한 모든 조건의 실험체에서 상변화 온도인 $26^{\circ}C$ 전후에서, 일반실보다 $1{\sim}3^{\circ}C$정도의 실내온도 상승을 지연시키는 것으로 나타났다. 결론적으로 외부 에너지가 상변화에 소비되어 온도변화가 없는 잠열축열재를 건축물 마감재로 활용함으로써, 여름철 실내 냉방 에너지 소비를 줄일 수 있다는 사실을 확인하였다.

시설 농업의 열환경조절을 위한 저온 상변화 물질의 축열 특성 (Thermal Storage Characteristics of Low Temperature Phase Change Materials for Thermal Environmental Control of Protected Cultivation System)

  • 송현갑;유영선;노정근;박종길
    • 생물환경조절학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.216-224
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    • 1997
  • 냉축열 잠열재로 $Na_2$SO$_4$.10$H_2O$를 선정하여 냉축열을 위한 잠열축열 온도 수준을 NH$_4$Cl과 KCI을 잠열온도 조절제로 활용하여 16$^{\circ}C$에서 -0.3$^{\circ}C$까지 조절하였으며, 상변화 사이클에 의한 열특성 변화 추이와 물성의 안정성을 실험 분석하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 냉축열재로 선택한 $Na_2$SO$_4$.10$H_2O$는 물성이 불안정한 상변화 잠열 재였으나, 조핵제로 BRX를, 증점제로 CBP를 첨가하여 물성을 안정시켰으며, NH$_4$Cl과 KCl을 상변화 온도조절제로 선택하여 상변화 온도를 조절할 수 있다. 2. SSD+NH$_4$Cl서 NH$_4$Cl을 g~21wt%로 증가시킴에 따라 상변화 온도는 16~-0.3$^{\circ}C$로 조절할 수 있었으며, 잠열축열량은 30kca1/kg에서 23.4kca1/kg으로 감소하였고, 상변화 온도조절제, KCl을 l7wt%에서 25wt%로 증가시킴에 따라 상변화 온도를 14$^{\circ}C$에서 4$^{\circ}C$까지 조절할 수 있었다.

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PCM을 장착한 열전소자 냉각시스템의 저장 중 피망의 품질 평가 (Quality evaluations of bell pepper in cold system combined with TEM (thermoelectric materials) and PCM (phase change material))

  • 성정민;김소희;김병삼;김종훈;김지영;권기현
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.471-478
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    • 2016
  • 본 연구에서는 신선식품의 품질유통 시스템 구축을 위하여 Peltier 효과를 기반으로 한 열전소자 배송시스템에 잠열재를 탑재한 이동식 저온 컨테이너를 농산물의 유통에 적용하고자 하였다. 실험 방법은 개발된 열전소자 배송시스템 및 개발잠열재를 이용한 이동식 저온 컨테이너에 저장 중 피망의 품질을 평가하여 대조구인 EPS 박스의 피망과 비교 평가하였다. 피망의 저장 중 품질측정 결과, 중량 감소량은 증가하였으나 수분함량은 저장기간동안 90.96~94.43% 수준을 유지하였다. 비타민 C 함량은 감소하는 경향을 나타내었으며 처리구(BPT-5, 10)의 경우 대조구(BPC)에 비해 감소율이 낮게 나타났다. 색도 측정 결과 ${\Delta}E$ 값은 저장기간동안 증가하였으며 21일 때 BPT-5의 ${\Delta}E$ 값은 5.05인데 반해 BPC의 값은 41.8로 크게 증가함을 알 수 있었다. 총균수 또한 저장 21일째 대조구에 비해 BPT-5 처리구가 약 1 log scale 낮은 수준을 나타내어 연구에서 개발한 수배송 용기가 품질 유지에 효과적인 것으로 판단된다. 전체적인 결과를 종합하였을 때, 본 연구를 위하여 개발된 이동식 저온 컨테이너가 피망의 저장성 증가에 효과가 있는 것으로 판단되었다. 하지만 이동식 저온 컨테이너의 개발은 초기단계이며 잠열재의 무게로 인해 하중부담이 크다는 단점을 보완하기 위해 더 많은 연구가 이루어져야 할 것이다.

건식 열교환기를 이용한 백연방지 냉각탑 성능의 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Performance Analysis of Plume Abatement Cooling Tower with Dry Type Heat Exchanger)

  • 김병조;최영기
    • 설비공학논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.1018-1027
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    • 2003
  • This study treats the analysis of the performance and the design of plume abatement wet/dry cooling tower with dry type heat exchanger using a numerical method. A two-dimensional analysis is performed using the finite volume method for mechanical draft counterflow and crossflow tower. For a coupling problem between water and air system, a turbulent two phase flow is considered. Effectiveness-NTU method is used for modeling of the dry type heat exchanger. The parameter change simulations of the outer wall shape, the relative flowrate of air, and attachment of an air mixer are performed to examine the effect on plume abatement. It is found that if the relative air flowrate ratio and the adequate air mixer type are chosen well in addition to the ratio of water to air flowrate, the loss of the cooling capacity and the additional cost are reduced and the plume is abated.

루프형 히트파이프 냉각성능에 관한 연구 (Cooling Performance Evaluation of Loop Type Heat Pipe)

  • 김봉환;김경훈
    • 한국분무공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.31-36
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    • 2002
  • According to the improvement of PC performance, it is expected that calorific value, which causes PC to malfunction, is increased. Therefore, the development of new cooling system is recently required. As the method to solve this problem, we applied loop heat pipe to PC cooling system. The advantage of the loop heat pipe is that it has a small size, light weight, simple shape, long life and it has a good performance on heat transfer, no-noise, wide range of applicable temperature and no supply of power from the outside. It is confirmed that loop heat pipe reduces thermal resistance and has a good performance on PC cooling.

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모바일 전자장비 냉각용 Micro-CPL내 형상크기변화에 따른 열성능 해석 (Effect of Groove and Channel Size on the Thermal Transport Capacity of Micro-Capillary Pumped Loop for Mobile Electronic Device Cooling System)

  • 김병기;서정세;황건;문석환;배찬효
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
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    • pp.329-334
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    • 2005
  • As more high power wide band gap devices are being utilized. the thermal management issues associated with these devices need to be resolved. High power small devices dissipate excessive heat that must be cooled, but traditional cooling methods are insufficient to provide such a cooling means. This paper will evaluate a micro-capillary pumped loop thermal management system that is incorporated into the shim of the device, taking advantage of phase-change to increase the thermal conductivity of the system. The results of the modeling of the thermal management system will be discussed.

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냉축열을 위한 $H_2O$-NaCl 혼합물의 상변화 온도와 잠열 특성분석 (Analysis of the Phase Change Temperatures and the Latent Heat Characteristics of $H_2O$-NaCl Mixtures for the Cold thermal Energy Storage)

  • 송현갑;노정근
    • 태양에너지
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    • 제19권2호
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    • pp.57-65
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    • 1999
  • [ $H_2O$ ]-NaCl혼합물을 냉축열재로 선택하였으며, 이 혼합물의 상변화온도를 몰농도 변화에 의하여 조절하였다. 그리고 고농도와 저농도의 NaCl과 $H_2O$가 ion-dipole interaction으로 결합하는 구조를 그림으로 가시화하고 가열, 냉각과정에서 $H_2O$-NaCl이 동결, 융해하는 현상을 도시하므로서 융해와 동결과정에서 상변화온도가 2단계로 나타나는 구조적 원인을 구명하였으며, NaCl의 농도변화에 따른 상변화온도를 이론적으로 분석하므로서 실험 및 이론분석 결과의 타당성을 증명할 수 있도록 하였다.

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저온축열용 포접화합물에 냉각특성에 관한 실험적 연구 (A study on cooling characteristics of clathrate compound for cold storage applications)

  • 한영옥;김진흥
    • 설비공학논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.205-214
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    • 1999
  • The objective of this paper is to investigate the thermal properties of TMA clathrate compound applicable to cold storage system for building air-conditioning. Especially, the test tube experiments are performed by comparing and analyzing the temperature of phase change, specific heat and subcooling characteristic according to the variation of density, temperature of heat source and charging quantity in TMA clathrate compound. The results are summarized as follows:1) $-15^{\circ}C$ is not proper as the temperature of heat source because the temperature of subcooling is above $8.3^{\circ}C$ 2) temperature of phase change is dropped as the temperature of heat source is lower, 3) the effect of subcooling suppression with about 8$^{\circ}C$ is confirmed when the temperature of heat source is $-10^{\circ}C$ in case of 26, 27, and 30wt%, while the temperature of subcooling is about $0^{\circ}C$ when the temperature of heat source is $-15^{\circ}C$ in case of 25, 26 and 30wt%. Thus, the effect of subcooling suppression is greater as the temperature of heat source is lower. Additionally, the concentrative study is needed on mass concentration causing the phase change without subcooling phenomenon when the temperature of heat source is $-15^{\circ}C$. Thus, it is concluded that TMA clathrate compound has enough thermal properties as the cold storage medium for building air-conditioning.

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반도체 및 전자패키지의 방열기술 동향 (Heat Dissipation Trends in Semiconductors and Electronic Packaging)

  • 문석환;최광성;엄용성;윤호경;주지호;최광문;신정호
    • 전자통신동향분석
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    • 제38권6호
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    • pp.41-51
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    • 2023
  • Heat dissipation technology for semiconductors and electronic packaging has a substantial impact on performance and lifespan, but efficient heat dissipation is currently facing limited improvement. Owing to the high integration density in electronic packaging, heat dissipation components must become thinner and increase their performance. Therefore, heat dissipation materials are being devised considering conductive heat transfer, carbon-based directional thermal conductivity improvements, functional heat dissipation composite materials with added fillers, and liquid-metal thermal interface materials. Additionally, in heat dissipation structure design, 3D printing-based complex heat dissipation fins, packages that expand the heat dissipation area, chip embedded structures that minimize contact thermal resistance, differential scanning calorimetry structures, and through-silicon-via technologies and their replacement technologies are being actively developed. Regarding dry cooling using single-phase and phase-change heat transfer, technologies for improving the vapor chamber performance and structural diversification are being investigated along with the miniaturization of heat pipes and high-performance capillary wicks. Meanwhile, in wet cooling with high heat flux, technologies for designing and manufacturing miniaturized flow paths, heat dissipating materials within flow paths, increasing heat dissipation area, and reducing pressure drops are being developed. We also analyze the development of direct cooling and immersion cooling technologies, which are gradually expanding to achieve near-junction cooling.