KR101866943B1 - Heat storage and radiation device and heat storage and radiation methods using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축열 및 방열 장치와 이를 이용한 축열 및 방열 방법에 관한 것으로, 화학반응을 이용하여 열을 축적하거나 방출하는 복수 개의 반응부, 복수 개의 상기 반응부와 각각 연결되며, 상기 반응부가 축열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거하고, 상기 반응부가 방열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 물질을 제공하는 공급부, 상기 반응부와 공급부의 통로를 개폐하여 복수 개의 상기 반응부 각각의 반응여부를 조절하는 개폐부, 복수 개의 상기 반응부와 연결되며 내부에 유체가 흐르는 배관부 및 상기 배관부를 개폐하는 밸브부를 포함하며, 상기 밸브부를 제어하여 상기 반응부와 열교환하는 상기 유체가 흐르는 경로를 조절할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat accumulation and heat dissipation device and a heat accumulation and heat dissipation method using the same. More particularly, the present invention relates to a heat accumulation and heat dissipation method, A supply part for removing a substance separated from the thermochemical material in the reaction part and providing a substance for reacting the thermochemical substances in the reaction part when the reaction part is dissipated; And a valve unit for opening and closing the piping unit. The control unit controls the valve unit to perform heat exchange with the reaction unit, The flow path of the fluid can be controlled.

Description

축열 및 방열 장치와 이를 이용한 축열 및 방열 방법{HEAT STORAGE AND RADIATION DEVICE AND HEAT STORAGE AND RADIATION METHODS USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat storage and heat dissipation device and a heat storage and heat dissipation method using the same,

본 발명은 축열 및 방열 장치와 이를 이용한 축열 및 방열 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat storage and heat dissipation device, and a heat storage and heat dissipation method using the same.

최근 산업체의 에너지효율 향상을 통한 경제성 확보를 통해 국가적으로 소모되는 에너지 비용을 감축함으로써 에너지비용 절감 및 온실가스 감축 효과를 동시에 얻을 수 있는 기술에 대한 관심이 증대되고 있다.In recent years, there has been a growing interest in technologies that can reduce energy costs and reduce greenhouse gas emissions by reducing the cost of energy consumed nationwide by securing economic efficiency by improving energy efficiency of industry.

산업체 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있는 여러 가지 방법 중에서 사용하지 못하고 배출되는 미활용 폐열을 회수하여 재활용하는 대표적인 기술로 축열시스템이 있다. 축열 시스템을 통한 열에너지의 효율적인 저장 및 활용 기술은 다양한 범위에 걸쳐 연구되어 왔다. 축열 시스템은 열에너지의 저장을 통하여 미활용 열에너지의 회수, 에너지의 공급과 수요의 시간적 불일치를 해소하기 위한 열원의 안정적 확보와 공급을 목적으로 하며, 다양한 방법으로 적용될 수 있고 관련 분야에서 상업적인 목적으로도 널리 응용된다.Among the various methods that can improve the efficiency of energy use in industry, there is a storage system as a representative technology for recovering and recycling unused waste heat that can not be used. Techniques for efficient storage and utilization of heat energy through heat storage systems have been studied over a wide range. The heat storage system aims at the stable supply and supply of the heat source to recover the unused thermal energy through the storage of the thermal energy, the supply of the energy and the temporal inconsistency of the demand, and it can be applied in various ways, Is applied.

기존의 열네트워크에서 축열 시스템을 활용하기 위해서는 저장된 공간과 사용처 사이의 배관 연결을 통한 열매체 공급 및 회수가 필수적으로 요구된다. 하지만 수요처의 위치, 사용패턴에 따른 다양한 상황 및 배관설치비 등의 경제적인 부분을 감안하는 경우 배관을 설치해도 경제성을 확보하기 어려운 경우가 많다. 도심의 경우 열공급 배관 설치비가 과도한 관계로 네트워크의 확장이 어려운 경우가 대부분이며, 도시 외곽의 경우는 과잉열원 발생처와 수요처가 분산되어 있어 길어진 배관 길이에 따라 건설비가 상승되는 문제와 분산된 수요처로 인한 낮아진 열공급 밀도로 인해 장거리 공급에 따른 열손실에 의한 경제성 저하의 문제가 있다.In order to utilize the heat storage system in the existing thermal network, it is essential to supply and recover the heat medium through the piping connection between the stored space and the use place. However, it is difficult to secure economical efficiency even if piping is installed considering economic situation such as location of customer, various situations according to usage pattern, and installation cost of piping. In the case of urban areas, it is difficult to expand the network due to excessive installation cost of heat supply piping. In the case of the outskirts of cities, there is a problem that the cost of construction is increased according to the length of piping, There is a problem of economical deterioration due to heat loss due to long-distance supply due to the reduced heat supply density.

이러한 문제를 해결하는 방안으로서 배관을 이용한 열공급이 아닌 운송수단을 이용해 열을 공급하는 열택배 기술이 대안으로 이용될 수 있다. 열택배 기술은 열에너지를 축열체로 옮겨 저장한 뒤 운송수단으로 목적지까지 이송하여 열을 사용하고, 사용이 끝난 뒤 다시 운송수단으로 열원까지 옮겨 사용하는 사이클을 반복하는 기술이다.As a solution to this problem, a heat delivery technique for supplying heat using a transportation means rather than a piping-based heat supply can be used as an alternative. Heat-transfer technology is a technology that transfers heat energy to a regenerator, stores it, transports it to a destination by transportation, uses heat, and repeats the cycle of using the heat source again as a means of transportation after use.

일반적으로, 축열 콘테이너는 콘테이너 내부에 현열 물질 또는 잠열축열재(PCM, phase change material)를 충진한 상태에서 가스 또는 액체의 매체를 이용하여 열원과 콘테이너 간의 열전달을 수행한다. 제철소의 가열로 공정이나 소각로 공정 등에서 발생하는 폐열을 축열 컨테이너에 축열한 후 이를 운송하여 인근의 온실이나 비닐하우스의 열수요처에 방열하여 난방으로 사용할 수 있도록 함으로써 고가의 난방용 연료를 사용하는 빈도를 줄여 난방 경비를 절감할 수 있도록 하는 열택배 시스템이 운용되고 있다. 관련 선행기술로는 한국공개특허 제2009-0102944호가 있다.Generally, a heat storage container performs heat transfer between a heat source and a container by using a gas or a liquid medium while filling a container with sensible heat or a phase change material (PCM). The waste heat generated in the furnace process of the steelworks or the incinerator process is stored in a heat storage container, and then it is transported to heat the heat source of the nearby greenhouse or the vinyl house to be used for heating, thereby reducing the frequency of using expensive heating fuel A heat delivery system is being operated to reduce heating costs. A related prior art is Korean Patent Publication No. 2009-0102944.

그러나, 종래의 축열 시스템은 금속이나 산화물과 같은 단일 물질의 현열 저장 방식이나, 물이나 파라핀의 고체-액체간 변화에 따른 잠열에너지를 이용하는 상변화 방식을 이용하여 축열하고 있으나, 이러한 물질들은 낮은 열저장 밀도로 인해 부피가 증가하게 되어 체적당 효율이 떨어지는 문제가 있다.However, conventional heat storage systems store heat by using a sensible storage method of a single substance such as metal or oxide, or a phase change method using latent heat energy in accordance with a change between solid-liquid in water or paraffin. However, There is a problem in that the volume per unit volume is increased due to the storage density and the efficiency per volume is decreased.

또한, 단일 물질의 엔탈피 차이를 이용하여 열저장에 사용함에 따라, 축열 직후부터 지속적인 열 손실이 발생하며, 이로 인해 수요처와 시간적으로 적시에 연계되지 않거나 공간적으로 멀리 떨어져 있는 경우에는 열사용 효율이 낮아지는 단점을 가지고 있다. In addition, since the enthalpy difference of a single substance is used for heat storage, continuous heat loss occurs immediately after the heat storage. If the temperature is not timely correlated with the customer in a timely manner or spatially remote, the heat utilization efficiency is low .

종래의 축열 방식은 불규칙적인 신재생열 또는 폐열 생산과 수요처의 사용 시점을 일치시키기 어렵고, 엔탈피 손실을 최소화하기 위하여 방열이나 축열 시 방열이나 축열 장치 전체를 가능한 빨리 활용하여야 하므로 불가피하게 남는 열이 버려지는 등의 문제가 있어 효율적인 열 사용에 대한 제어가 어렵다는 문제가 있다.
In the conventional heat storage system, it is difficult to match irregular new or renewable heat or waste heat production to the point of use of the consumer. In order to minimize the enthalpy loss, heat must be utilized as soon as possible during heat dissipation or storage. There is a problem that it is difficult to efficiently control the use of heat.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 화학반응 등을 하는 반응부와 유체가 흐르는 배관부를 조절하여 축열이나 방열을 제어하는 축열 및 방열 장치와 이를 이용한 축열 및 방열 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a heat storage and heat dissipation device for controlling heat storage and heat dissipation by controlling a reaction part for performing a chemical reaction and a piping part through which a fluid flows, .

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치는 화학반응을 이용하여 열을 축적하거나 방출하는 복수 개의 반응부, 복수 개의 상기 반응부와 각각 연결되며, 상기 반응부가 축열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거하고, 상기 반응부가 방열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 물질을 제공하는 공급부, 상기 반응부와 공급부의 통로를 개폐하여 복수 개의 상기 반응부 각각의 반응여부를 조절하는 개폐부, 복수 개의 상기 반응부와 연결되며 내부에 유체가 흐르는 배관부 및 상기 배관부를 개폐하는 밸브부를 포함하며, 상기 밸브부를 제어하여 상기 반응부와 열교환하는 상기 유체가 흐르는 경로를 조절할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a heat accumulation and heat dissipation device, comprising: a plurality of reactors for accumulating or releasing heat using a chemical reaction; a plurality of reactors connected to the reactors; A supply part for removing a substance separated from the thermochemical material in the reaction part and providing a substance for reacting the thermochemical substances in the reaction part when the reaction part radiates heat; A plurality of reaction parts connected to the reaction parts, and a valve part for opening and closing the pipe part, the reaction parts being connected to the reaction part, It is possible to control the flow path of the heat exchanging fluid.

상기 반응부는 무기수산화물의 화학반응이나 염수화물의 탈착반응을 이용하여 축열하거나, 무기산화물의 화학반응이나 무수염의 흡착반응을 이용하여 방열할 수 있다.The reaction part may be heat-treated by using a chemical reaction of an inorganic hydroxide or a desorption reaction of a salt, or by using a chemical reaction of an inorganic oxide or an adsorption reaction of an anhydrous salt.

복수 개의 상기 반응부는 규칙적으로 배열되며, 상기 밸브부는 복수 개의 상기 반응부 사이마다 배치되어, 복수 개의 상기 반응부 중에서 축열되는 상기 반응부와 연결되는 상기 배관부에만 상기 유체가 흐르도록 상기 유체의 흐름 경로를 제어할 수 있다.The plurality of reacting portions are regularly arranged, and the valve portion is disposed between the plurality of reacting portions, so that the fluid flows only in the pipe portion connected to the reacting portion which is accommodated in the plurality of reacting portions, You can control the path.

복수 개의 상기 반응부는 규칙적으로 배열되며, 상기 밸브부는 복수 개의 상기 반응부 사이마다 배치되어, 복수 개의 상기 반응부 중에서 방열되는 상기 반응부와 연결되는 상기 배관부에만 상기 유체가 흐르도록 상기 유체의 흐름 경로를 제어할 수 있다.Wherein the plurality of reacting portions are regularly arranged and the valve portion is disposed between the plurality of reacting portions so that the flow of the fluid is restricted so that the fluid flows only through the pipe portion connected to the reacting portion, You can control the path.

본 발명에 따른 축열 및 방열 장치는 상기 공급부, 개폐부, 배관부, 및 밸브부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The heat accumulating and radiating apparatus according to the present invention may further include a controller for controlling the supply unit, the opening and closing unit, the pipe unit, and the valve unit.

본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법은 화학반응을 이용하여 열을 축적하거나 방출하는 복수 개의 반응부, 상기 반응부가 축열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거하고, 상기 반응부가 방열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 물질을 제공하는 공급부, 상기 반응부와 공급부의 통로를 개폐하여 복수 개의 상기 반응부 각각의 반응여부를 조절하는 개폐부, 복수 개의 상기 반응부와 연결되며 내부에 유체가 흐르는 배관부 및 상기 배관부를 개폐하는 밸브부를 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법으로서, 상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계 및 상기 경로조절단계에서 선택된 상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 배관부 내부로 상기 유체가 흐르도록 하여 상기 반응부에서 축열반응이 일어나도록 하는 축열단계를 포함할 수 있다.The heat storage method using the heat storage and heat dissipation device according to the present invention includes a plurality of reaction parts for accumulating or releasing heat by using a chemical reaction and removing substances separated from the thermochemical material in the reaction part when the reaction part is stored, A supply part for supplying a substance to react the thermochemical substances in the reaction part when the reaction part is radiating; an opening and closing part for controlling the reaction of each of the plurality of reaction parts by opening and closing the path of the reaction part and the supply part; And a valve unit that opens and closes the piping unit, the method comprising: controlling a flow path of the fluid flowing inside the piping unit by controlling the valve unit; A path selection step of selecting a path and a flow of the fluid selected in the path adjustment step Into the pipe portion which is located rosang may include a step of heat storage to the heat storage reaction occurs in the reaction section by making the fluid to flow.

본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법은 상기 반응부를 미리 정해진 복수 개의 반응부패키지로 제조하는 반응부패키지제조단계 및 운송수단을 이용하여 상기 반응부패키지을 열수요처로 이송하는 이송단계를 더 포함할 수 있다.The heat storage method using the heat storage and heat dissipating device according to the present invention may further include a reaction part package manufacturing step of manufacturing the reaction part into a predetermined plurality of reaction part packages and a transfer step of transferring the reaction part package to the heat consumer using the transportation part .

본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법은 화학반응을 이용하여 열을 축적하거나 방출하는 복수 개의 반응부, 상기 반응부가 축열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거하고, 상기 반응부가 방열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 물질을 제공하는 공급부, 상기 반응부와 공급부의 통로를 개폐하여 복수 개의 상기 반응부 각각의 반응여부를 조절하는 개폐부, 복수 개의 상기 반응부와 연결되며 내부에 상기 유체가 흐르는 배관부 및 상기 배관부를 개폐하는 밸브부를 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법으로서, 상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계, 상기 경로조절단계에서 선택된 상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 반응부에서 방열반응이 일어나도록 상기 공급부와 개폐부를 조절하여 상기 공급부로부터 제공되는 물질을 상기 반응부에 공급하는 공급단계, 상기 경로조절단계에서 선택된 상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 반응부에서 방열반응이 일어나는 방열단계 및 상기 방열단계에서 발생한 열을 열수요처에 공급하는 열공급단계를 포함할 수 있다.The heat dissipating method using the heat accumulating and dissipating device according to the present invention includes a plurality of reacting parts for accumulating or releasing heat by using a chemical reaction, a material separated from the thermochemical material in the reaction part when the reacting part is stored, A supply part for supplying a substance to react the thermochemical substances in the reaction part when the reaction part is radiating; an opening and closing part for controlling the reaction of each of the plurality of reaction parts by opening and closing the path of the reaction part and the supply part; And a valve unit connected to the reaction unit and including a pipe portion through which the fluid flows and a valve portion that opens and closes the pipe portion, the method comprising the steps of: controlling a flow rate of the fluid flowing in the pipe portion, A path adjusting step of selecting a path of the fluid selected in the path adjusting step, A supply step of supplying the material supplied from the supply part to the reaction part by adjusting the supply part and the opening and closing part so that a heat radiating reaction occurs in the reaction part located on the path, And a heat supply step of supplying heat generated in the heat dissipation step to a heat consumer.

상기 경로조절단계는 상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부를 병렬로 연결하여 상기 배관부 내부의 미리 정해진 구간에서 서로 섞이지 않는 복수의 흐름으로 많은 유량이 상기 배관부 내부를 흐르도록 하는 병렬단계를 포함할 수 있다.The path adjusting step may include a parallel step of adjusting the valve part to connect the piping parts in parallel so that a large amount of flow flows in the piping part in a plurality of flows that do not mix with each other in a predetermined section within the piping part have.

상기 경로조절단계는 상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부를 직렬로 연결하여 방열반응을 하는 상기 반응부와 연결된 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체의 흐름 경로가 길어지도록 하는 직렬단계를 포함할 수 있다.
The path adjusting step may include a serial step of adjusting the valve part to connect the piping part in series to make the flow path of the fluid flowing inside the piping part connected to the reaction part performing the heat radiating reaction longer.

본 발명은 반응부에서 열화학물질을 이용한 화학반응이나 탈착반응, 흡착반응을 통해 축열이나 방열을 함으로써, 종래 현열이나 잠열을 이용하여 축열이나 방열하는 장치에 비해 열저장 후에도 장기간에 걸쳐 열손실이 없으며, 열저장 밀도가 높아 축열이나 방열 장치의 효율이 높고, 가격이 저렴하다는 장점이 있다. In the present invention, by heat accumulation or heat radiation through chemical reaction, desorption reaction, or adsorption reaction using a thermochemical substance in the reaction part, heat loss is not caused for a long period of time even after heat storage compared with heat storage or heat radiation device using convention sensible heat or latent heat , The heat storage density is high and the efficiency of heat storage and heat dissipation is high and the price is low.

또한 종래 운송장치에 의한 축열장치의 운송 경우 이송 중의 보온을 위해 운송수단 내 보온재 설치, 보온재 등의 무게나 부피로 인한 축열장치 크기의 감소 등 부대 비용이 요구되었으나 본 발명의 경우는 수요처에서 사용시까지 이송과정에서 열손실이 없어 최소한의 보온재 적용이 가능하여 경제적으로 효과적이다. 즉 반응부에 열을 저장하고 반응을 차단하면 반영구적으로 열손실 없이 열 보관이 가능하다.In addition, in the case of transporting the heat storage device by the conventional transportation device, a supplementary cost such as installation of a heat insulation material in a transportation means and a reduction in size of a heat storage device due to weight or volume of a heat insulation material is required for heat insulation during transportation. Since there is no heat loss during the transportation process, it is possible to apply a minimum amount of insulating material, which is economically effective. That is, if heat is stored in the reaction part and the reaction is interrupted, it is possible to semi-permanently store heat without heat loss.

종래 방열장치는 전체의 열출력만을 조절할 수 있어 남는 열 등이 버려지는데 비해 본 발명은 개폐부나 밸브부를 제어하여 필요한 유량이나 공급시간, 공급온도 등을 조절할 수 있어 수요처의 다양한 필요에 따라 조절하여 사용할 수 있다.The present invention can control the required flow rate, supply time, and supply temperature by controlling the opening / closing part and the valve part so that it can be adjusted according to various needs of the customer. .

태양열발전장치에서 야간에도 지속적으로 발전이 가능하도록 주간에 열을 저장하거나, 경제성문제로 배관이 연결되지 않아 열을 이송할 수 없는 지역에 열을 공급하여 원격지 열수요처에서의 음식물 쓰레기 건조, 비닐하우스 난방 및 유리온실 난방 등의 다양한 분야에 널리 응용이 가능하다.
In the solar power generation system, heat is stored in the daytime so that it can be continuously generated even at night, or heat is supplied to the region where heat can not be transferred because the pipeline is not connected due to economy problem, It can be widely applied to various fields such as heating and heating of greenhouse in glass.

도 1은 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치 일실시예의 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치 일실시예의 반응부에서 일어나는 열화학물질의 반응을 도시화한 모식도이다.
도 3은 각 물질에 따른 반응기재와 열저장 밀도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치 일실시예의 유체 흐름 경로 제어에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법의 일실시예에 대한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법의 일실시예에 대한 순서도이다.
1 is a schematic plan view of one embodiment of a heat storage and heat radiation device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a reaction of a thermochemical material occurring in a reaction part of a thermal storage and heat dissipating device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the reaction substrate and the heat storage density according to each material.
4 is a schematic view of fluid flow path control in one embodiment of a heat storage and heat radiation device according to the present invention.
5 is a flowchart of an embodiment of a heat storage method using a heat storage and heat radiation apparatus according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating an embodiment of a heat dissipation method using a heat storage and heat dissipation device according to the present invention.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention, which is set forth below, may be embodied with various changes and may have various embodiments, and specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
Also, the terms first, second, etc. may be used to distinguish between various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 축열 및 방열 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a heat storage and heat dissipation device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치 일실시예의 개략 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치 일실시예의 반응부(100)에서 일어나는 열화학물질의 반응을 도시화한 모식도이며, 도 3은 각 물질에 따른 반응기재와 열저장 밀도를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치 일실시예의 유체 흐름 경로 제어에 대한 개략도이다.FIG. 1 is a schematic plan view of one embodiment of the heat accumulating and dissipating device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a reaction of a thermochemical material occurring in the reaction part 100 of the heat accumulating and dissipating device according to an embodiment of the present invention, 3 is a graph showing the reaction substrate and the heat storage density according to each material, and FIG. 4 is a schematic view of the fluid flow path control of the heat storage and heat dissipating device according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 일례에 따른 축열 및 방열 장치는 반응부(100), 공급부(200), 개폐부(300), 배관부(400), 밸브부(500), 제어부 등을 포함할 수 있다.The heat accumulating and dissipating apparatus according to an example of the present invention may include a reaction unit 100, a supply unit 200, an opening and closing unit 300, a pipe unit 400, a valve unit 500, a control unit, and the like.

본 발명에 따른 축열 및 방열 시스템은 흡착반응, 탈착반응, 및 두 가지 이상의 화학 물질이 서로 결합하거나 분리하는 화학반응을 통해 열이 발생되거나 흡수되는 현상을 이용한 것으로, 열화학물질(Thermochemical material, TCM)을 반응물로 이용하는 축열 및 방열 장치에 관한 것이다.The heat accumulating and dissipating system according to the present invention utilizes a phenomenon in which heat is generated or absorbed through an adsorption reaction, a desorption reaction, and a chemical reaction in which two or more chemical substances bind to or separate from each other. The thermochemical material (TCM) And a heat storage device using the same as a reactant.

즉, 열화학물질을 축열 및 방열 장치에 적용하여, 단일물질을 사용하여 축열하는 현열 또는 상변화 열저장과 달리 두가지 물질을 분리시키는 축열과정을 거친 후에 열화학물질의 반응을 차단하면 장기간 동안 열의 손실이 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 축열 장치는 생산시기가 불규칙적인 신재생에너지 열원이나 산업체 폐열원에서 발생시마다 열을 저장해 모아두는 것이 가능하며, 수요처에서 필요시마다 두 가지 물질을 결합하는 과정을 통해 방열시켜 사용함으로써 공급과 수요의 불일치를 해결할 수 있다. 또한, 가격이 저렴하고 인체에 안전한 물질로서, 도 3의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 높은 열저장 밀도를 갖는 특성으로 인하여 축열 및 방열 장치의 효율성을 향상시키는데 효과적이다. 아래의 표 1은 도 3에 나타난 그래프의 수치를 나타낸 것이다.
In other words, applying thermochemical substances to heat storage and heat dissipation devices, unlike sensible heat storage or phase change heat storage using a single substance, blocking the reaction of thermochemical substances after heat storage process separating the two substances results in loss of heat for a long period of time Does not occur. Accordingly, the heat storage device according to the present invention can store and collect heat at the time of occurrence in a renewable energy source or an industrial waste heat source having an irregular production period, and it is possible to heat the material through a process of combining two materials whenever necessary It can solve the disparity between supply and demand. Also, as shown in the graph of FIG. 3, it is effective to improve the efficiency of the heat storage and heat dissipating device due to the characteristics having a high heat storage density. Table 1 below shows the numerical values of the graph shown in Fig.

물질명Material name 반응기재Reaction substrate 열저장밀도
(GJ/m3)
Heat storage density
(GJ / m 3 )
열저장온도
(℃)
Heat storage temperature
(° C)
CaOCaO 화학 반응Chemical reaction 4.54.5 550550 MgOMgO 화학 반응Chemical reaction 3.43.4 300300 MgSO4 MgSO 4 흡착/탈착반응Adsorption / desorption reaction 2.62.6 125125 CaSO4 CaSO 4 흡착/탈착반응Adsorption / desorption reaction 1.61.6 9090 Paraffin
(상변화 축열시)
Paraffin
(During phase change storage)
상변화Phase change 0.20.2 6060
Water
(현열 축열시)
Water
(At the time of sensible heat storage)
현열Sensible heat 0.2
(△T=50℃)
0.2
(DELTA T = 50 DEG C)
0-1000-100
Al2O3
(현열 축열시)
Al 2 O 3
(At the time of sensible heat storage)
현열Sensible heat 0.4
(△T=120℃)
0.4
(DELTA T = 120 DEG C)
300-400300-400

축열 및 방열 장치는 화학반응을 이용하여 열을 축적하거나 방출하는 복수 개의 반응부(100), 복수 개의 반응부(100)와 각각 연결되며, 반응부(100)가 축열하는 경우 반응부(100) 내부에 있는 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거하고, 반응부(100)가 방열하는 경우 반응부(100) 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 물질을 제공하는 공급부(200), 반응부(100)와 공급부(200)의 통로를 개폐하여 복수 개의 반응부(100) 각각의 반응여부를 조절하는 개폐부(300), 복수 개의 반응부(100)와 연결되며 내부에 유체가 흐르는 배관부(400) 및 배관부(400)를 개폐하는 밸브부(500)를 포함하며, 밸브부(500)를 제어하여 반응부(100)와 열교환하는 유체가 흐르는 경로를 조절할 수 있다.The heat storage and heat dissipation device includes a plurality of reaction parts 100 for accumulating or releasing heat using a chemical reaction and a plurality of reaction parts 100 connected to the reaction part 100 when the reaction part 100 is stored, A reaction part 100 for removing a substance separated from the thermochemical material inside and providing a substance for reacting thermochemical substances in the reaction part 100 when the reaction part 100 is radiated, An opening and closing part 300 for opening and closing the passage of the supply part 200 to control the reaction of each of the plurality of reaction parts 100, a pipe part 400 connected to the plurality of reaction parts 100, And a valve unit 500 for opening and closing the valve unit 400. The valve unit 500 is controlled to control the flow path of the heat-exchanging fluid with the reaction unit 100.

반응부(100)는 화학반응이나 흡착반응, 탈착반응 등을 이용하여 열을 축열하거나 방열하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 화학반응은 물질의 재배열에 따른 새로운 물질이 생성되는 것을 의미하며, 흡착반응은 경계면에서 용질분자가 고체표면의 계면에 머무는 것이고, 탈착반응은 경계면에서 흡착된 물질이 떨어져 나가는 것을 의미한다. 따라서 도 2의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 반응부(100)는 화학반응이나 탈착반응을 이용하여 축열하거나, 화학반응이나 흡착반응을 이용하여 방열할 수 있다.The reaction unit 100 may perform heat storage or heat dissipation by using a chemical reaction, an adsorption reaction, a desorption reaction, or the like. Here, the chemical reaction means that a new material is generated due to the rearrangement of the material. The adsorption reaction means that the solute molecules remain at the interface of the solid surface at the interface, and the desorption reaction means that the adsorbed material is separated at the interface. Accordingly, as shown in the example of FIG. 2, the reaction part 100 can be heat-treated using a chemical reaction or a desorption reaction, or can be cooled using a chemical reaction or an adsorption reaction.

일례로, 열화학물질은 무기산화물 또는 무기수산화물로 MgO, CaO, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 나, 무수염 또는 염수화물로서 MgSO4, MgCl2, CuSO4, CaCl2, CaSO4, Al(SO4)2, Al(SO4)2, MgSO4-xH2O, MgCl2-xH2O, CuSO4-xH2O, CaCl2-xH2O, CaSO4-xH2O 및 Al(SO4)2-xH2O 등을 포함할 수 있다. 또한 열화학물질은 물을 흡착하는 물질로 실리카겔(silicagel)이나 제올라이트(zeolite) 등을 포함할 수 있다.For example, the thermochemical material may include MgO, CaO, Mg (OH) 2 and Ca (OH) 2 as an inorganic oxide or inorganic hydroxide, MgSO 4 , MgCl 2 , CuSO 4 , CaCl 2 , CaSO 4 , Al (SO 4) 2, Al (SO 4) 2, MgSO 4 -xH 2 O, MgCl 2 -xH 2 O, CuSO 4 -xH 2 O, CaCl 2 -xH 2 O, CaSO 4 -xH 2 O and Al (SO 4 ) 2 - x H 2 O, and the like. Also, the thermochemical material may include silica gel, zeolite, and the like as a substance that adsorbs water.

일례로, 방열이 필요한 경우 무기산화물은 물과의 화학결합반응에 의해 무기수산화물이 되고, 무수염은 물과의 흡착반응에 의해 염수화물이 되어 열을 방출할 수 있다. 또한 일례로, 축열이 필요한 경우 무기수산화물은 물과의 화학분리반응에 의해 무기산화물이 되고, 염수화물은 물과의 탈착반응에 의해 무수염이 되면서 열을 흡수할 수 있다.For example, when heat radiation is required, the inorganic oxide is converted to an inorganic hydroxide by a chemical bond reaction with water, and the anhydrous salt is converted to a salt by the adsorption reaction with water, thereby releasing heat. For example, inorganic hydroxides can be converted into inorganic oxides by a chemical separation reaction with water when a heat storage is required, and a salt hydrate can absorb heat by being desorbed by desorption reaction with water.

열화학물질은 열을 흡수하고 방출하는 반응이 화학반응 또는 흡탈착반응에 의해 이루어짐으로써 반응이 종료된 후 추가 반응을 억제하면 엔탈피 상태변화가 없어 열손실이 일어나지 않으므로 열손실 없이 열을 저장할 수 있으며, 열이 필요한 경우 반응이 일어나는 위치나 상황 등을 제어하여 부분적으로 방열시켜 사용할 수 있다. 이러한 열화학물질은 배관을 통해 이송하기 어려우므로 운송수단으로 열수요처로 이송하여 사용하는 열택배 방식을 사용할 때 효율적이다.The thermochemical material is capable of storing heat without heat loss because the heat absorbing and releasing reaction is made by a chemical reaction or an absorption / desorption reaction, If heat is required, it is possible to use partial heat dissipation by controlling the position or situation where the reaction occurs. Since these thermochemicals are difficult to transport through pipelines, they are effective when using a thermal delivery system that is transported to a heat consumer as a transportation means.

도 1이나 도 4의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 반응부(100)는 복수 개로 구성될 수 있으며, 복수 개의 반응부(100)는 규칙적으로 배열될 수 있다. 일례로, 반응부(100)는 격자 형태로 배치될 수 있다.1 and 4, the reaction unit 100 may include a plurality of reaction units 100, and the plurality of reaction units 100 may be regularly arranged. For example, the reaction part 100 may be arranged in a lattice form.

반응부(100)에서 방열반응이 일어나는 경우, 반응부(100) 내부의 열화학물질들을 반응시키기 위해서는 열화학물질들과 반응하는 물질이 필요한데, 공급부(200)는 반응부(100) 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 이러한 물질을 반응부(100)에 제공하는 역할을 할 수 있다. 도 1의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 방열반응의 경우 공급부(200)는 복수 개의 반응부(100)와 각각 연결되어 반응부(100)의 열화학물질들을 반응시키는 물질을 공급할 수 있다. 일례로 공급부(200)는 반응부(100)에 물이나 스팀, 미스트 등을 공급하여 열화학물질들이 서로 반응하도록 할 수 있다. When a heat radiation reaction occurs in the reaction part 100, a substance which reacts with the thermochemical substances is required to react thermochemical substances in the reaction part 100. The reaction part 200 includes a thermochemical material To the reaction part 100. In this case, As shown in the example of FIG. 1, in the case of the heat dissipation reaction, the supply unit 200 can supply materials for reacting the thermochemical substances of the reaction unit 100 by being connected to the plurality of reaction units 100, respectively. For example, the supply unit 200 may supply water, steam, or mist to the reaction unit 100 so that the thermochemicals react with each other.

반응부(100)에서 축열반응이 일어나는 경우, 공급부(200)는 복수 개의 반응부(100) 각각과 연결되어 복수 개의 반응부(100)로부터 각각 별개로 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거할 수 있다. 여기서 열화학물질로부터 분리된 물질은 축열반응에서 발생하는 물질 중 특정한 물질을 뜻하는 것으로, 일례로 일반적으로 물이 비등하는 온도보다 높은 온도에서 반응부(100) 내부에서 축열반응이 이루어지므로 열화학물질로부터 분리된 물질은 스팀이 될 수 있다.When the thermal storage reaction occurs in the reaction unit 100, the supply unit 200 may be connected to each of the plurality of reaction units 100 to remove the materials separated from the thermochemical substances separately from the plurality of reaction units 100 . The material separated from the thermochemical material refers to a specific material among the materials generated in the thermal storage reaction. For example, since the thermal storage reaction is performed in the reaction part 100 at a temperature higher than the temperature at which the water boils, The separated material can be steam.

또한 개폐부(300)는 공급부(200)와 반응부(100)를 연통하는 역할을 하는 것으로, 반응부(100)와 공급부(200) 사이의 통로를 개폐하여 복수 개의 반응부(100) 각각의 반응여부를 조절하는 역할을 할 수 있다. 일례로 반응부(100)에서 방열반응이 일어나는 경우, 개폐부(300)는 반응부(100)의 반응 순서에 따라 순차 또는 동시에 개방되어 공급부(200)로부터 반응부(100)에 물이나 스팀을 공급할 수 있다. 또한 일례로 반응부(100)에서 축열반응이 일어나는 경우, 개폐부(300)는 반응부(100)의 축열 순서에 따라 순차 또는 동시에 개방되어 공급부(200)를 통해 반응부(100)에서 발생한 스팀을 제거할 수 있다.The opening and closing part 300 also serves to communicate the supplying part 200 and the reaction part 100. The opening and closing part 300 opens and closes the path between the reaction part 100 and the supplying part 200, It can play a role in regulating whether or not. For example, when the heat dissipation reaction occurs in the reaction part 100, the opening and closing part 300 is sequentially or simultaneously opened in accordance with the reaction sequence of the reaction part 100 to supply water or steam to the reaction part 100 from the supply part 200 . In addition, when the heat storage reaction occurs in the reaction part 100, for example, the opening and closing part 300 is sequentially or simultaneously opened in accordance with the heat storage order of the reaction part 100, and the steam generated in the reaction part 100 through the supply part 200 Can be removed.

한편, 배관부(400)는 복수 개의 반응부(100)와 연결되는 것으로 배관부(400) 내부를 흐르는 유체를 통해 축열 시 반응부(100)에 열을 공급하거나, 방열 시 반응부(100)로부터 열을 흡수하는 역할을 할 수 있다. 일례로 유체는 물이나 공기, 스팀 등일 수 있다.The piping unit 400 is connected to the plurality of reaction units 100 to supply heat to the reaction unit 100 during heat storage through the fluid flowing in the piping unit 400, And absorb heat from the heat source. For example, the fluid may be water, air, steam, or the like.

또한 밸브부(500)는 배관부(400)에 위치할 수 있으며, 배관부(400) 내부를 흐르는 유체의 흐름을 제어하는 역할을 할 수 있다. 도 1의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브부(500)는 복수 개의 반응부(100)를 연결하는 배관부(400)를 개폐하여 배관부(400) 내부를 흐르며 반응부(100)와 열교환하는 유체의 흐름을 제어할 수 있다.The valve unit 500 may be located in the piping unit 400 and may control the flow of the fluid flowing through the piping unit 400. 1, the valve unit 500 opens and closes the piping unit 400 connecting the plurality of reaction units 100, flows through the piping unit 400 and performs heat exchange with the reaction unit 100 The flow of the fluid can be controlled.

도 1의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 복수 개의 반응부(100)는 격자 형태로 규칙적으로 배열될 수 있으며, 밸브부(500)는 복수 개의 반응부(100) 사이마다 배치되어, 복수 개의 반응부(100) 중에서 축열되는 반응부(100)와 연결되는 배관부(400)에만 유체가 흐르도록 유체의 흐름 경로를 제어할 수 있다. 일례로 축열과정을 살펴보면, 축열하려는 반응부(100)를 선택하여 축열할 수 있다. 후술하는 제어부는 밸브부(500)를 조절하여 축열하려는 반응부(100)로 통하는 배관부(400)만을 개방하여 배관부(400) 내부를 흐르는 유체가 축열하려는 반응부(100)와만 열교환을 할 수 있도록 조절될 수 있다. 이는 축열에 필요한 폐열량이 부족한 경우 기존 현열이나 상변화 저장 방식에서 축열이 불가능한데 반해, 전체 반응부(100)를 축열하는 대신 일부만 축열이 가능한 열화학물질을 기반으로 하는 축열장치가 가지는 특징이다. 1, the plurality of reaction units 100 may be regularly arranged in a lattice form, and the valve unit 500 may be disposed between the plurality of reaction units 100, The flow path of the fluid can be controlled so that the fluid flows only through the piping unit 400 connected to the reaction unit 100 which is disposed in the unit 100. For example, in the heat accumulation process, the reaction unit 100 to be heat-stored can be selected and stored. The controller controls the valve unit 500 to open only the piping unit 400 connected to the reaction unit 100 to regenerate the valve unit 500 so that the fluid flowing inside the piping unit 400 performs heat exchange only with the reaction unit 100 . ≪ / RTI > This is a characteristic feature of a heat storage device based on a thermochemical material which can store only a part of heat instead of accumulating heat in the entire reaction part 100, while it is impossible to store heat in a conventional sensible heat or phase change storage method when the amount of waste heat required for heat storage is insufficient.

또한 도 4의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브부(500)는 복수 개의 반응부(100) 사이마다 배치되어, 복수 개의 반응부(100) 중에서 방열되는 반응부(100)와 연결되는 배관부(400)에만 유체가 흐르도록 유체의 흐름 경로를 제어할 수 있다. 일례로 방열과정을 살펴보면, 방열하려는 반응부(100)만을 선택하여 방열할 수 있다. 후술하는 제어부는 밸브부(500)를 조절하여 방열하려는 반응부(100)로 통하는 배관부(400)만을 개방하여 배관부(400)를 흐르는 유체가 방열하는 반응부(100)와만 열교환을 할 수 있도록 조절될 수 있다.4, the valve unit 500 is disposed between the plurality of reaction units 100, and is connected to the reaction unit 100 that radiates heat in the plurality of reaction units 100, The flow path of the fluid can be controlled so that the fluid flows only to the fluid channel 400. For example, the heat dissipation process can be performed by selecting only the reaction unit 100 to be heat dissipated. The controller may control the valve unit 500 to open only the piping unit 400 communicating with the reaction unit 100 for heat dissipation and perform heat exchange only with the reaction unit 100 that radiates the fluid flowing through the piping unit 400 .

한편, 제어부(미도시)는 전술한 공급부(200), 개폐부(300), 배관부(400), 및 밸브부(500)를 제어하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 제어부는 공급부(200)에서 반응부(100)로 공급되는 물질의 양이나 속도를 제어할 수 있다. 일례로, 제어부는 개폐부(300)의 개폐를 제어할 수 있으며, 배관부(400)를 흐르는 유체 흐름의 양이나 속도를 제어할 수 있다. 또한 제어부는 전술한 바와 같이, 밸브부(500)를 제어하여 배관부(400)를 흐르는 유체의 흐름 경로를 제어할 수 있다.
The control unit (not shown) may control the supply unit 200, the opening and closing unit 300, the pipe unit 400, and the valve unit 500. For example, the control unit may control the amount or speed of the material supplied from the supplying unit 200 to the reaction unit 100. For example, the control unit can control the opening and closing of the opening and closing unit 300, and can control the amount and speed of the fluid flowing through the piping unit 400. Further, as described above, the control unit can control the flow path of the fluid flowing through the piping unit 400 by controlling the valve unit 500.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 축열 및 방열 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a heat storage and heat dissipation method using a heat storage and heat dissipation device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 5는 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법의 일실시예에 대한 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법의 일실시예에 대한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart of an embodiment of a heat storage method using a heat storage and heat dissipation device according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart of an embodiment of a heat dissipation method using the heat storage and heat dissipation device according to the present invention.

전술한 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법은 밸브부(500)를 조절하여 배관부(400) 내부를 흐르는 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계(S1) 및 경로조절단계에서 선택된 유체의 흐름 경로상에 위치하는 배관부(400) 내부로 유체가 흐르도록 하여 반응부(100)에서 축열반응이 일어나도록 하는 축열단계(S2)를 포함할 수 있다. 또한, 축열방법은 축열된 반응부(100)를 미리 정해진 복수 개의 반응부패키지로 제조하는 반응부패키지제조단계(S3) 및 운송수단을 이용하여 반응부패키지를 열수요처로 이송하는 이송단계(S4)를 더 포함할 수 있다.The heat storage method using the heat accumulating and dissipating device includes a path adjusting step S1 for adjusting the valve part 500 to select the flow path of the fluid flowing in the pipe part 400, And a storage step (S2) for allowing a fluid to flow into the piping part (400) positioned on the reaction part (100) so that a thermal storage reaction occurs in the reaction part (100). Also, the heat storage method includes a reaction part package manufacturing step S3 for manufacturing the reaction part 100 with a predetermined number of reaction part packages and a transfer step S4 for transferring the reaction part package to the heat consumer using the transportation part ).

전술한 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법은 먼저 (S1) 단계를 살펴 보면, 제어부를 통해 밸브부(500)를 조절하여 배관부(400) 내부를 흐르는 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계이다. (S1) 단계는 복수 개의 반응부(100)가 있는 경우 어떤 반응부(100)가 어느 정도 방열하였느냐에 따라 축열반응시 축열을 해야 할 반응부(100)를 선택하고 축열량이나 축열시간 등을 조절할 수 있다.The heat storage method using the heat accumulating and dissipating device described above is a path adjusting step of selecting the flow path of the fluid flowing in the pipe portion 400 by controlling the valve portion 500 through the control portion . In the step S1, when there is a plurality of reaction parts 100, the reaction part 100 to be heat-stored in the heat storage reaction is selected according to how much heat is dissipated by the reaction parts 100, Can be adjusted.

다음으로 (S2) 단계는 (S1) 단계에서 선택한 유체의 흐름 경로상에 위치하는 밸브부(500)를 개방하여 (S1) 단계에서 선택한 유체의 흐름 경로상에 위치하는 배관부(400) 내부로 열을 함유한 유체가 흐르도록 하여 반응부(100)에서 축열반응이 일어나도록 하는 축열단계이다. Next, in step S2, the valve unit 500 located on the fluid flow path selected in step S1 is opened, and the inside of the pipe unit 400 located on the fluid flow path selected in step S1 is opened And a heat storage reaction is performed in the reaction part (100) so that a fluid containing heat flows.

일례로, 본 단계에서는 공급부(200)가 복수 개의 반응부(100)로부터 각각 별개로 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거할 수 있다. 일례로 일반적으로 물이 비등하는 온도보다 높은 온도에서 반응부(100) 내부에서 축열반응이 이루어지므로 열화학물질로부터 분리된 물질은 스팀이 될 수 있다. 또한 일례로 본 단계에서는 개폐부(300)가 반응부(100)의 축열 순서에 따라 순차 또는 동시에 개방되어 공급부(200)를 통해 반응부(100)에서 발생한 스팀을 제거할 수 있다.For example, in this step, the supply unit 200 may remove substances separated from the thermochemical substances separately from the plurality of reaction units 100. For example, since the thermal storage reaction is performed in the reaction part 100 at a temperature higher than the temperature at which the water boils, the material separated from the thermochemical material can be steam. For example, in this step, the opening and closing part 300 may be sequentially or simultaneously opened in accordance with the heat accumulation order of the reaction part 100 to remove the steam generated in the reaction part 100 through the supply part 200.

다음으로 (S3) 단계는 반응부(100)를 일정한 복수 개의 반응부패키지로 제조하는 반응부패키지제조단계이다. (S2) 단계를 거쳐 복수 개의 반응부(100)를 축열시킨 후에 축열된 복수 개의 반응부(100)를 일정 크기로 분할하여 한 묶음인 패키지로 만들 수 있다. 일례로, 반응부패키지는 수요처의 필요에 따라 다양한 크기로 조합될 수 있다. Next, step (S3) is a reaction part package manufacturing step for manufacturing the reaction part 100 as a plurality of reaction part packages. The plurality of reaction parts 100 that have been stored after storing the plurality of reaction parts 100 through the step S2 may be divided into a predetermined size so as to form a bundle of packages. For example, the reactor package can be combined into various sizes depending on the needs of the customer.

다만, (S3) 단계는 (S1) 단계나 (S2) 단계 이전에 행해질 수도 있다.However, the step (S3) may be performed before the step (S1) or the step (S2).

다음으로 (S4) 단계를 살펴보면, 운송수단을 이용하여 반응부패키지를 열수요처로 이송하는 이송단계(S4)이다. (S4) 단계는 반응부패키지를 운송수단을 이용하여 열수요처로 이송하는 단계로, 반응부(100)가 화학반응이나 탈착반응을 통해 축열하여 열을 함유하고 있고 반응부(100)에서 반응이 일어나지 않도록 유지되므로 본 단계에서 열손실이 발생하지 않는다.Next, the step (S4) is a transfer step (S4) for transferring the reaction part package to the heat consumer using the transportation means. (S4) is a step of transferring the reaction part package to the heat consumer using the transportation means. The reaction part 100 accumulates heat through chemical reaction or desorption reaction, and the reaction is performed in the reaction part 100 So that heat loss is not generated in this step.

다음으로 방열방법을 살펴보면, 전술한 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법은 밸브부(500)를 조절하여 배관부(400)를 흐르는 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계(S5), 경로조절단계에서 선택된 유체의 흐름 경로상에 위치하는 반응부(100)에서 방열반응이 일어나도록 개폐부(300)를 조절하여 공급부(200)로부터 제공되는 물질을 반응부(100)에 공급하는 공급단계(S6), 경로조절단계에서 선택된 유체의 흐름 경로상에 위치하는 반응부(100)에서 방열반응이 일어나는 방열단계(S7) 및 방열단계에서 발생한 열을 열수요처에 공급하는 열공급단계(S8)를 포함할 수 있다.Next, the heat dissipation method will be described. In the heat dissipation method using the heat storage and heat dissipation device, a path adjustment step (S5) for selecting a flow path of the fluid flowing through the pipe part (400) A supply step S6 of supplying the material supplied from the supply part 200 to the reaction part 100 by adjusting the opening and closing part 300 so that a heat radiation reaction takes place in the reaction part 100 positioned on the flow path of the fluid selected in the step S6, A heat dissipation step S7 in which a heat dissipation reaction occurs in the reaction part 100 positioned on the flow path of the fluid selected in the path adjustment step, and a heat supply step S8 for supplying heat generated in the heat dissipation step to the heat consumer have.

전술한 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법은 먼저 (S5) 단계를 살펴 보면, 제어부를 통해 밸브부(500)를 조절하여 배관부(400) 내부를 흐르는 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계이다. 일례로, 열수요처는 공급온도, 유량, 공급시간에 대한 다양한 요청이 있다. 이를 위해 (S5) 단계는 복수 개의 반응부(100)가 있는 경우 어떤 반응부(100)가 방열하느냐에 따라 방열반응시 방열을 해야 할 반응부(100)를 선택하고 방열량이나 방열시간 등을 조절할 수 있다.The heat dissipation method using the heat accumulating and dissipating device described above is a path adjusting step of selecting a flow path of the fluid flowing in the piping part 400 by controlling the valve part 500 through the control part . For example, a heat demander has various requests for supply temperature, flow rate, and supply time. For this, in step S5, if there is a plurality of reaction parts 100, the reaction part 100 to be heat-released in the heat radiation reaction may be selected according to which reaction part 100 radiates heat and the heat radiation amount, have.

일례로 도 4(a)의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, (S5) 단계는 열수요처의 열수요를 파악하여 온도는 낮지만 단시간에 많은 열량이 필요한 경우에, 밸브부(500)를 조절하여 배관부(400)를 병렬로 연결하여 배관부(400) 내부의 일정 구간에서 서로 섞이지 않는 복수의 흐름으로 많은 유량이 배관부(400) 내부를 흐르도록 하는 병렬단계를 포함할 수 있다. 도 4(a)를 참조하면, 본 단계는 밸브부(500)를 제어하여 도면상 상하 방향으로의 유체 흐름은 차단하고 도면상 좌우 방향으로만 유체가 흐르도록 하여 온도가 낮은 많은 유량이 필요한 경우에 사용될 수 있다.As shown in FIG. 4 (a), for example, when the heat demand of the heat consumer is detected and the temperature is low but a large amount of heat is required in a short time, the valve unit 500 is adjusted And a parallel step of connecting the piping parts 400 in parallel so that a large amount of flow flows through the piping part 400 in a plurality of flows which do not mix with each other in a certain section of the piping part 400. Referring to FIG. 4 (a), in this step, the valve unit 500 is controlled so as to block the fluid flow in the vertical direction in the drawing, so that the fluid flows only in the left and right directions in the drawing, Lt; / RTI >

또한 일례로 도 4(b)의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, (S5) 단계는 열수요처의 열수요를 파악하여 낮은 온도로 장시간 열사용이 필요한 경우에, 밸브부(500)를 조절하여 배관부(400)를 직렬로 연결하여 방열반응을 하는 반응부(100)와 연결된 배관부(400) 내부를 흐르는 유체의 흐름 경로가 길어지도록 하는 직렬단계를 포함할 수 있다. 도 4(b)를 참조하면, 본 단계는 밸브부(500)를 제어하여 전술한 도 4(a)가 복수의 흐름으로 유체가 흐르는 것과 달리 유체가 하나의 흐름으로 배관부(400)를 흐르도록 하여 되도록 적은 반응부(100)를 거치도록 함으로써 온도는 낮으나 장시간 사용을 필요로 하는 경우에 적합하게 사용될 수 있다.As shown in FIG. 4 (b), for example, when the heat demand of the heat consumer is identified and the heat needs to be used at a low temperature for a long time, the valve unit 500 is controlled, And a series of steps of connecting the first and second units 400 and 400 in series so that the flow path of the fluid flowing in the pipe unit 400 connected to the reaction unit 100 for radiating heat is longer. Referring to FIG. 4 (b), in this step, the valve 500 is controlled so that the fluid flows through the piping unit 400 in one flow, unlike the case of FIG. 4 (a) So that it can be suitably used in a case where the temperature is low but needs to be used for a long time by allowing the reaction part 100 to pass through as few reactors as possible.

또한 도 4(c)를 참조하면, 본 단계는 밸브부(500)를 제어하여 배관부(400)를 직렬로 연결함으로써 배관부(400) 내부를 흐르는 유체가 방열하는 많은 반응부(100)를 흐르도록 하여 유량은 적지만 최대의 온도를 갖는 유체를 필요로 하는 경우에 사용될 수 있다. Referring to FIG. 4C, in this step, a large number of reaction parts 100 in which the fluid flowing inside the pipe part 400 is radiated by connecting the pipe part 400 in series by controlling the valve part 500 So that the flow rate is small but the fluid having the maximum temperature is required.

또한 일례로 도 4(d)의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 본 단계는 밸브부(500)를 제어하여 열수요처의 열수요를 파악하여 사용이 끝났거나 나중을 위해 남겨놓은 반응부(100)를 통과하는 배관부(400)에 위치하는 밸브부(500)를 차단하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 도 4(d)를 참조하면, "X" 표한 부분을 통과하게 되는 배관부(400)에 위치하는 밸브부(500)를 차단하여 "X" 표한 부분으로는 유체가 흐르지 않도록 할 수 있다. 이는 방열반응이 일어나지 않는 반응부(100)와 연결된 배관부(400) 내부로 유체가 흐르는 경우 유체의 이동이 불필요한 배관부(400)로 유체가 이동하여 유체가 함유한 열이 손실될 수도 있으므로 이를 방지하기 위함이다.As shown in FIG. 4 (d), for example, the present step controls the valve unit 500 to determine the heat demand of the heat consumer, And closing the valve unit 500 located in the piping unit 400 passing through the valve unit 500. 4 (d), the valve portion 500 located in the piping portion 400 passing through the marked portion "X" may be blocked to prevent the fluid from flowing to the portion indicated by "X" . This is because when the fluid flows into the piping unit 400 connected to the reaction unit 100 in which the exothermic reaction does not occur, the fluid may move to the piping unit 400, .

이처럼 경로선택단계를 거쳐 반응부(100)와 밸브부(500)를 제어하여 유체 흐름 경로를 조절함으로써 열수요처에서 요구하는 공급온도나 유량, 공급시간 등을 맞출 수 있다.In this way, by controlling the reaction unit 100 and the valve unit 500 through the path selection step, the fluid flow path can be adjusted to match the supply temperature, flow rate, and supply time required in the heat consumer.

다음으로 (S6) 단계는 (S5) 단계에서 선택한 유체의 흐름 경로상에 위치하는 반응부(100)에서 방열반응이 일어나도록 개폐부(300)를 조절하여 공급부(200)로부터 제공되는 물질을 반응부(100)에 공급하는 공급단계이다. 이때 제어부는 공급부(200)나 개폐부(300)를 조절하여 반응부(100)에 제공되는 물질의 양이나 속도를 조절할 수 있다.Next, in operation S6, the opening / closing part 300 is controlled so that a heat dissipation reaction occurs in the reaction part 100 positioned on the fluid flow path selected in the step S5, (100). At this time, the control unit can adjust the amount or speed of the substance to be supplied to the reaction unit 100 by adjusting the supply unit 200 or the opening / closing unit 300.

다음으로 (S7) 단계는 (S5) 단계에서 선택한 경로상에 위치하는 반응부(100)에서 방열반응이 일어나는 방열단계이다. 일례로, 본 단계는 (S6) 단계에 공급된 물을 이용하여 열화학물질들이 반응함으로써 열을 발생시킬 수 있다.Next, (S7) is a heat dissipation step in which a heat dissipation reaction occurs in the reaction part 100 positioned on the path selected in step (S5). For example, this step can generate heat by reacting thermochemical materials using the water supplied in step (S6).

다음으로 (S8) 단계는 (S7) 단계에서 발생한 열을 열수요처에 공급하는 열공급단계이다. 본 단계는 방열반응이 일어나는 반응부(100)와 연통된 배관부(400) 내부를 흐르는 유체가 반응부(100)와 열교환한 것을 통해 반응부(100)에서 발생한 열을 열수요처에 공급하는 단계이다.
Next, (S8) is a heat supply step for supplying the heat generated in the step (S7) to the heat consumer. In this step, the heat generated in the reaction part 100 is supplied to the heat consumer through the heat exchange between the fluid flowing in the piping part 400 communicated with the reaction part 100 where the heat dissipation reaction takes place and the reaction part 100 to be.

본 발명은 반응부(100)에서 열화학물질을 이용한 화학반응이나 탈착반응, 흡착반응을 통해 축열이나 방열을 함으로써, 종래 현열이나 잠열을 이용하여 축열이나 방열하는 장치에 비해 열저장 후에도 장기간에 걸쳐 열손실이 없으며, 열저장 밀도가 높아 축열이나 방열 장치의 효율이 높다. The present invention relates to a heat storage or heat dissipation device that uses thermal or latent heat to store heat or heat in a reaction part (100) by heat accumulation or heat dissipation through a chemical reaction, a desorption reaction, or an adsorption reaction using a thermochemical material, There is no loss, and the heat storage density is high, and the efficiency of heat storage and heat dissipation device is high.

또한 종래 운송장치에 의한 축열장치의 운송 경우 이송 중의 보온을 위해 운송수단 내 과도한 보온재 설치, 보온재 등의 무게나 부피로 인한 축열장치 크기 감소 등 부대 비용이 수반되었으나 본 발명의 경우는 수요처에서 사용시까지 이송과정에서 열손실이 없으므로 최소한의 보온재만 적용이 가능하여 무게, 부피가 줄어들게 되므로 경제적으로 효과적이다. 즉 반응부(100)에 열을 저장하고 반응을 차단하면 반영구적으로 열손실 없이 열 보관이 가능하다.In addition, in the case of transporting the heat storage device by the conventional transportation device, there is a cost associated with installation of excessive heat insulation in the transportation means and reduction of the size of heat storage device due to weight or volume of the heat insulation material. However, in the case of the present invention, Since there is no heat loss during transportation, only the minimum amount of insulation can be applied, which reduces the weight and volume, which is economically effective. That is, if heat is stored in the reaction part 100 and the reaction is interrupted, heat storage can be performed semi-permanently without heat loss.

종래 방열장치는 사용하지 않아도 열손실에 의해 저장해놓았던 열이 없어지므로 축열장치의 구간을 분리하는 방법을 사용할 수 없어 전체의 열출력만을 조절하게되어 남는 열 등이 버려지는데 비해 본 발명은 개폐부(300)를 조절함으로써 열화학물질의 반응을 제어하고, 밸브부(500)를 제어함으로써 유체의 유량이나 공급시간, 공급온도 등을 조절할 수 있어 수요처의 다양한 필요에 따라 조절하여 사용할 수 있다.
The heat stored in the heat storage device due to the heat loss is lost, so that the heat storage device can not be used for separating the heat storage device, The control of the reaction of the thermochemical material and the control of the valve unit 500 can control the flow rate of the fluid, the supply time, and the supply temperature, and can be adjusted according to various needs of the customer.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the drawings are merely examples of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 반응부 200 : 공급부
300 : 개폐부 400 : 배관부
500 : 밸브부
100: reaction part 200:
300: opening and closing part 400: piping part
500:

Claims (10)

화학반응을 이용하여 열을 축적하거나 방출하는 복수 개의 반응부;
복수 개의 상기 반응부와 각각 연결되며, 상기 반응부가 축열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질로부터 분리된 물질을 제거하고, 상기 반응부가 방열하는 경우 상기 반응부 내부에 있는 열화학물질들을 반응시키는 물질을 제공하는 공급부;
상기 반응부와 공급부의 통로를 개폐하여 복수 개의 상기 반응부 각각의 반응여부를 조절하는 개폐부;
복수 개의 상기 반응부를 관통하며 내부에 유체가 흐르는 배관부;
복수 개의 상기 반응부 사이마다 배치되며, 상기 배관부를 개폐하는 밸브부; 및
상기 공급부, 상기 개폐부, 상기 배관부, 및 상기 밸브부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 배관부는 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체를 통해 상기 배관부 외부에 있는 상기 반응부와 열교환을 하고,
상기 제어부는, 상기 밸브부를 제어하여 복수 개의 상기 반응부 중에서 축열되는 상기 반응부를 관통하는 상기 배관부에만 상기 유체가 흐르도록 상기 유체의 흐름 경로를 제어하거나 또는, 상기 밸브부를 제어하여 복수 개의 상기 반응부 중에서 방열되는 상기 반응부를 관통하는 상기 배관부에만 상기 유체가 흐르도록 상기 유체의 흐름 경로를 제어하는 축열 및 방열 장치.
A plurality of reaction parts for accumulating or releasing heat using a chemical reaction;
A plurality of reaction parts connected to the plurality of reaction parts, respectively, for removing substances separated from the thermochemical material in the reaction part when the reaction part accumulates heat, and for reacting the thermochemical substances in the reaction part when the reaction part radiates heat ;
An opening / closing unit for opening / closing a path of the reaction unit and the supply unit to control reaction of each of the plurality of reaction units;
A piping section passing through the plurality of reaction sections and having a fluid flowing therein;
A valve unit disposed between the plurality of reaction units, the valve unit opening and closing the piping unit; And
And a control unit for controlling the supply unit, the opening / closing unit, the piping unit, and the valve unit,
Wherein the piping section performs heat exchange with the reaction section outside the piping section through the fluid flowing in the piping section,
Wherein the control unit controls the flow path of the fluid so that the fluid flows only through the pipe portion passing through the reaction unit that is stored in the plurality of reaction units by controlling the valve unit, And the flow path of the fluid is controlled so that the fluid flows only through the piping portion passing through the reaction portion that is dissipated in the portion.
제1항에 있어서,
상기 반응부는 무기수산화물의 화학반응이나 염수화물의 탈착반응을 이용하여 축열하거나, 무기산화물의 화학반응이나 무수염의 흡착반응을 이용하여 방열하는 축열 및 방열 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction part is heat-treated using a chemical reaction of an inorganic hydroxide or a desorption reaction of a salt, or a chemical reaction of an inorganic oxide or an adsorption reaction of an anhydrous salt.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법에 있어서,
상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계;
상기 경로조절단계에서 선택된 상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 배관부 내부로 상기 유체가 흐르도록 하여 상기 반응부에서 축열반응이 일어나도록 하는 축열단계; 및
상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 개폐부가 동시 또는 순차로 개방되어, 상기 공급부가 상기 축열단계에서 발생되는 수증기를 제거하는 제거단계;를 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법.
A heat storage method using the heat storage and heat dissipation device according to claim 1,
A path adjusting step of adjusting the valve part to select a flow path of the fluid flowing in the piping part;
A heat storage step of causing the fluid to flow into the piping part located on the flow path of the fluid selected in the path adjustment step so that a thermal storage reaction occurs in the reaction part; And
And a removing step of simultaneously or sequentially opening the opening and closing parts located on the flow path of the fluid to remove water vapor generated in the supplying and storing step.
제6항에 있어서,
상기 반응부를 미리 정해진 복수 개의 반응부패키지로 제조하는 반응부패키지제조단계; 및
운송수단을 이용하여 상기 반응부패키지를 열수요처로 이송하는 이송단계;를 더 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 축열방법.
The method according to claim 6,
A reaction part package manufacturing step of manufacturing the reaction part into a predetermined plurality of reaction part packages; And
And a transfer step of transferring the reaction part package to a heat consumer using a transportation means.
청구항 1에 따른 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법에 있어서,
상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체의 흐름 경로를 선택하는 경로조절단계;
상기 경로조절단계에서 선택된 상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 반응부에서 방열반응이 일어나도록 상기 공급부와 개폐부를 조절하여 상기 공급부로부터 제공되는 물질을 상기 반응부에 공급하는 공급단계;
상기 경로조절단계에서 선택된 상기 유체의 흐름 경로상에 위치하는 상기 반응부에서 방열반응이 일어나는 방열단계; 및
상기 방열단계에서 발생한 열을 열수요처에 공급하는 열공급단계;를 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법.
A heat dissipating method using a heat storage and heat dissipating device according to claim 1,
A path adjusting step of adjusting the valve part to select a flow path of the fluid flowing in the piping part;
A supply step of supplying the material supplied from the supply part to the reaction part by adjusting the supply part and the opening / closing part so that a heat radiation reaction occurs in the reaction part located on the flow path of the fluid selected in the path adjustment step;
A heat dissipation step in which a heat dissipation reaction occurs in the reaction part located on the flow path of the fluid selected in the path adjustment step; And
And a heat supply step of supplying heat generated in the heat dissipation step to a heat consumer.
제8항에 있어서,
상기 경로조절단계는 상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부를 병렬로 연결하여 상기 배관부 내부의 미리 정해진 구간에서 서로 섞이지 않는 복수의 흐름으로 많은 유량이 상기 배관부 내부를 흐르도록 하는 병렬단계를 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the path adjusting step comprises a parallel step of adjusting the valve part to connect the piping parts in parallel so that a large amount of flow flows through the piping part in a plurality of flows that do not mix with each other in a predetermined section within the piping part, And a heat dissipating method using the heat dissipating device.
제8항에 있어서,
상기 경로조절단계는 상기 밸브부를 조절하여 상기 배관부를 직렬로 연결하여 방열반응을 하는 상기 반응부와 연결된 상기 배관부 내부를 흐르는 상기 유체의 흐름 경로가 길어지도록 하는 직렬단계를 포함하는 축열 및 방열 장치를 이용한 방열방법.
9. The method of claim 8,
And the path adjusting step includes a series step of adjusting the valve part to connect the piping part in series to make the flow path of the fluid flowing inside the piping part connected to the reaction part performing the heat radiating reaction longer, .
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