온돌 : 한국 고유의 난방법으로 우리 민족의
생활습관과 밀접한 관계가 있다. 온돌의 채난원리는
열의 전도를 이용한 것인데, 방바닥 밑에 깔린 넓적한
구들장에 화기를 도입시켜, 온도가 높아진 돌이 방축하는
열로 난방하는 것
| - 현재의 개량식 온돌 | : 보일러를 설치하고 방바닥에 파이프를 매설하여 난방을 한다. |
| - 현재의 온돌의 단점 | ① 화석연료의 사용 → 환경문제와 고가의 난방비 |
| ② 비효율적 난방 → 상주인원이 적더라도 난방을 유지 해야함으로 난방비에 부담을 줌 |
기존 온돌의 단점을 보완한 잠열축열재를 이용한
온돌패널
- 화석연료의 사용 → 니크롬 박막 히터를 설치, 값싼
심야전력을 이용하므로 난방비 절감
- 비효율적 난방 → 잠열축열재를 이용하므로 비난방시에도
쾌적성을 유지하여 효율적인 난방이 가능
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그림 2. 니크롬 박막히터 |
그림 3. 모르타르를 타설하기 전의 모습 |
잠열축열재의 제작
| 본 실험에서 사용되는 잠열축열재 : 황산나트륨10수화물(Na2SO4·10H20 : 일명 망초라고도 함) | |
| 망초의 특성 | ① 융점 : 32.4℃ |
| ② 용융잠열 : 242kJ/kg | |
| ③ 비열 : 0.46cal/g·℃(고상), 0.57cal/g·℃(액상) | |
| ④ 과냉각현상 : 용융점이하로 온도가 내려가도 상변화가 일어나지 않는 현상 | |
| ⑤ 상분리현상 : 상전이가 일어난 후 모든 무수염이 결정수에 용해되지 않는 현상 | |
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특징 |
해결책 |
| 과냉각현상 | ① 조핵재 첨가 ② cold finger기법 ③ 전기를 흘려주는 방법 |
| 상분리현상 | ① 증점재 첨가 ② 물리적 교반을 이용하는 방법 ③ 상평형도를 이용하는 방법 |
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그림 4. 과냉각 현상 |
그림 5. 상분리현상 |
- 하절기 주간의 폭발적인 냉방수용에 따른 전력사용량의 급증 및 그에 따른 전력수급의 불균형을 해소하기 위해 상대적으로 전력수요가 적은 심야시간대에 냉동기를 운전하여 물을 얼음의 형태로 저장하였다가 주간에 저장된 얼음을 녹여 냉방에 사용하는 시스템
빙축열시스템의 종류 및 특징
| 종류 | 특징 | |
| 정적(static)형 | 관외착빙형(ice-on-coil type) |
장점 : 시스템 구성이 간단 |
| 용기형(capsule type) | ||
| 동적(dynamic)형 | 하베스트형(harvest type) | 장점 : 얼음을 큰 덩어리
형태에서 작은 알갱이 형태로 변경하여 제빙 및 해빙
특성을 향상 단점 : 시스템 가격이 고가, 구성 및 운전제어가 복잡 |
| 증발판식 슬러리형(ice slurry type) | ||
| 과냉각식 슬러리형 | ||
| 진공식 슬러리형 | ||
| 직접접촉식 슬러리형 |
그림 6. Supercooling ice type
그림 7. Liquid ice type
| 본 연구실에서는 Liquid ice type을 연구 중 | |
| - Liquid ice type의 제빙과정 | : 냉각면에 얼음이 부착 |
| 열저항 증가 | |
| 빙박리를 위한 추가 동력 필요 | |
| 설비비 및 유지비 증가 | |
그림 8. 생성된 얼음의 모습