KR100307760B1 - 미세캡슐화된상변화물질을이용한이중온수관 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 미세캡슐화된 상변화물질을 적용한 이중관계에 관한 것으로, 적용가능한 잠열축열재는 멜팅포인트(Melting point)가 50∼80℃범위내에 있는 것을 적용하며 구형으로 미세캡슐화(0.5∼5.0mmPMMA 외부코팅)된 상변화물질을 이중관의 간격 상에 채워 기존 온수관의 현열이용 기능에 잠열기능을 추가하여 난방시 열방출 시간을 보다 확대하여 에너지절감 및 주거환경 쾌적도를 향상시킬 수 있으며, 온수관으로 사용할 때 축열과 동파방지효과를 가질 수 있다.
그 구성은 미세캡슐화된 상변화물질(1)을 이중으로 된 관(2)(3)의 간격(4)에 채워 잠열을 이용하는 구조이다.
Description
본 발명은 미세캡슐화된 상변화물질을 이용한 이중온수관에 관한 것이다. 기존 주택 및 아파트등의 난방방식이 간헐난방으로 바닥난방의 난방온수관으로 여러재질의 단면을 사용하여 단순 관내의 현열만을 이용하고 있다.
본 발명의 이중온수관은 구형으로 미세캡슐화된 상변화물질을 이중관의 간격상에 채워 기존 온수관의 현열이용 기능에 잠열기능을 추가하여 난방시 열방출시간을 보다 확대하여 에너지절감 및 주거환경 쾌적도를 향상시킬 수 있으며, 온수관으로 사용할 때 축열과 동파방지효과를 가질 수 있다.
우리나라 전통적인 난방방식으로 온돌을 이용한 바닥난방이 현재까지 주된 난방수단이 되고 있으며, 복사열에 의한 쾌적한 난방효과가 장점이다.
현재 온돌구조에 사용되고 있는 대부분의 현열축열방식은 쇄석, 자갈등이 사용되고 있으며, 이러한 방식은 열효율이 낮고, 축열밀도가 작기 때문에 대량의 에너지를 저장하기 위해서는 많은 양의 축열재료가 필요하므로, 장치가 커지게 되며, 이들을 저장할 큰 공간이 필요하다는 단점을 안고 있으며, 실온 및 바닥온도의 변화폭이 심하여 쾌적한 실내 환경유지가 어렵다.
[표 1]
가종 현열재료의 열적 특성
본 발명에서 사용하는 잠열축열은 물질의 상이 변할 때 등온에서 흡수, 방출되는 열로써, 얼음이 녹을 때 흡수하는 80Cal/g의 융해열이나, 물이 증발할 때 흡수하는 540Cal/g의 증발열등이 그 대표적인 예로써, 현열 이용법보다 단위 부피, 또는 단위 무게당 더 많은 양의 열을 저장할 수 있다.
상변화 물질이 잠열재로 사용되기 위해서는 저장재의 전이온도가 원하는 온도영역이고, 열용량과 잠열이 크며, 과냉각 현상이 작으며, 또한 화학적으로 안정하여, 반복사용이 가능하고, 재현성이 좋아야 한다.
1975년부터 1980년대에는 몇가지 PCM이 일본, 미국 프랑스 등에서 상용되고 있으며, Na2SO4, CaCl2, Na2HSO4등을 플라스틱용기나 HDPE에 넣는 방법으로 사용하고 있다. 또는 미국에서 Dowchemical, Calmac 등에서 잠열 축열기를 생산하고 있다.
국내에서도 잠열물질에 대한 관심이 고조되면서 한국과학기술연구원에서는 주성분이 Na2SO410H2O 인 잠열재를 개발하고 동력자원연구소에서도 염화칼슘 6 수화물을 이용하여 열에너지 저장분야에 응용시키기 위한 노력을 기울이고 있다.
그러나, 이러한 수화물의 장시간 사용을 목적으로 기동되어야 하는 PMC의 사용 가능시간에 대해서는 열손실로 인한, 가공조건의 제약 등 여러 가지 문제점이 대두된다.
또한, 무기수화물은, 상분리문제 및 심한 과냉각 현상에 의해 실용상 장애가 되어왔다.
그러나, 무수기화물 형태의 축열재를 바닥재에 적용하기에는, 바닥재 가공은 도가 150℃ 이상이 되기 때문에 PVC층에 축열재를 투입하여 100℃ 이상 가공시 수화물의 부피팽창으로 캡슐이 파괴하는 현상으로 인하여 적용이 불가능하였다.
따라서, 본 발명에 따른 이중온수관에 적용되는 축열재는 요구조건에 맞는 유해/응고의 반복에 대한 재형성이 높은 축열효과를 갖는 축열재를 완성할 수 있었다.
대표적인 유기물 특성은 [표2]과 같다.
[표2]
각종 유기물의 열적 특성
본 발명의 미세캡슐화된 상변화물질을 적용한 이중관에 관한 것으로 적용가능한 잠열축열재는 멜팅포인트(Melting Point)가 50∼ 85℃ 범위내에 있는 것을 적용하며 구형으로 미세캡슐화(0.5∼ 5.0mmmPMMA 외부코팅)된 상변화물질을 이중관의 간격 상에 채워 기존 온수관의 현열이용 기능에 잠열기능을 추가하여 난방시 열방출 시간을 보다 확대하여 에너지절감 및 주거환경 쾌적도를 향상시킬 수 있으며, 온수관으로 사용할 때 축열과 동파방지효과를 가질 수 있다.
그 구성은 미세캡슐화된 상변화물질(1)을 이중으로 된 관(2)(3)의 간격(4)에 채워 잠열을 이용하는 구조이다
제1도는 본 발명의 따른 이중온수관의 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 미세캡슐화된 상변화물질을 이용한 이중온수관의 모듈 테스트(Module Test)수치해석결과를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 상변화물질 2,3 : 관
4 : 간격
그 구성은 미세캡슐과 상변화 물질(1)을 이중으로 된 관(2)(3) 간격(4)에 채워 잠열을 이용하는 것을 특징으로 하는 미세캡슐화된 상변화물질을 이용한 이중온수관이다.
이와같이된 본 발명은 기존 주택 및 아파트 등의 난방방식 간헐난방으로 바닥난방의 난방온수관으로 여러재질의 단관을 사용하여 단순 관내의 현열만을 이용하고 있으나, 본 발명의 이중온수관은 구형으로 미세캡슐화(0.5 ∼ 5.0mmPMMA 외부코팅)된 상변화물질을 이중관의 간격 상에 채워 기존 온수관의 현열이용 기능에 잠열기능을 추가하여 난방시 열방출시간을 보다 확대하기 위해 주택의 바닥난방의 온수관조건을 살펴보면, 온수 온도와 온수관표면온도는 거의 동일하다. 가정내 보일러의 계절별 온수공급 온도조건은 늦봄/초가을 50℃ , 초봄/늦가을 70℃, 겨울/급탕 85℃ 정도로 잠열축열재는 바닥온도를 고려해서 선정되어져야 하기 때문에 본 발명에 적용가능한 잠열축열재는 Melting Point가 50 ∼ 85℃ 범위내에 있는 것이다.
종류별 특성은 [표3]와 같다.
[표 3]
이중관에 적용가능한 축열물질
제1도는 본 발명에서 이중관 구조에 미세캡슐화된 상변화물질을 적용한 이중관을 보여준다.
제2도는 본 발명의 축열효과를 나타낸 것으로 이중관을 적용한 바닥의 온도변화를 보여주며, 미세캡슐화된 상변화물질을 적용한 이중관의 우수성을 알 수 있다. 그러므로 본 발명의 미세캡슐화된 상변화물질을 적용한 이중관은 구형으로 피세캡슐화된 상변화물질을 이중관의 간격상에 채워 기존 온수관의 현열이용 기능에 잠열기능을 추가하여 난방시 열방출시간을 보다 확대하여 에너지절감 및 주거환경 쾌적도를 향상시킬 수 있으며, 온수관으로 사용할 때 축열과 동파방지효과를 가질 수 있어 해당 산업분야에 실용화 보급시킬 수 있다.
[발명의 변형예와 응용예]
본 발명에서 미세캡슐화된 상변화 물질의 자체의 조성은 여러가지 실시예로 응용될 수 있으며 이중온수관의 구조 또한 설계변경할 수 있다.
그러므로 본 발명은 청구범위 기재의 원리를 벗어나지 않는 범위에서 변형과 응용은 모두 본 발명의 청구범위에 포함되는 것이다.
Claims (1)
- 미세캡슐화된 상변화물질(1)을 이중으로 된 판(2)(3)의 간격(4)에 채워 잠열을 이용하는 것을 특징으로 하는 미세캡슐화된 상변화물질을 이용한 이중온수관.
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KR1019980041914A KR100307760B1 (ko) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 미세캡슐화된상변화물질을이용한이중온수관 |
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ID=19553277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019980041914A KR100307760B1 (ko) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | 미세캡슐화된상변화물질을이용한이중온수관 |
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Cited By (3)
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KR101649544B1 (ko) * | 2015-05-27 | 2016-08-19 | 주식회사 히팅플러스 | 온수 난방용 조립식 패널 구조체 |
KR102045146B1 (ko) * | 2018-05-17 | 2019-11-14 | 중앙대학교 산학협력단 | 온수 배관 유닛 |
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1998
- 1998-10-08 KR KR1019980041914A patent/KR100307760B1/ko not_active IP Right Cessation
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KR101649544B1 (ko) * | 2015-05-27 | 2016-08-19 | 주식회사 히팅플러스 | 온수 난방용 조립식 패널 구조체 |
KR102045146B1 (ko) * | 2018-05-17 | 2019-11-14 | 중앙대학교 산학협력단 | 온수 배관 유닛 |
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KR102631593B1 (ko) * | 2021-10-12 | 2024-01-31 | 주식회사 숨터 | 상변화를 이용한 축열 전송파이프 |
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