KR20090102944A - 급속 축열 및 방열이 가능한 축열콘테이너 - Google Patents

급속 축열 및 방열이 가능한 축열콘테이너

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KR20090102944A
KR20090102944A KR1020080028233A KR20080028233A KR20090102944A KR 20090102944 A KR20090102944 A KR 20090102944A KR 1020080028233 A KR1020080028233 A KR 1020080028233A KR 20080028233 A KR20080028233 A KR 20080028233A KR 20090102944 A KR20090102944 A KR 20090102944A
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Abstract

본 발명은 급속 방열 및 축열이 가능한 열택배용 축열콘테이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복층화된 열택배용 축열콘테이너 및 PCM(phase change material) 분리용 필터가 장착된 열택배용 축열콘테이너에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 복층화된 축열콘테이너의 경우 열매유 순환 유속 증대시에도 잠열축열재 내에서 열매유의 적정 유속을 유지하는 것이 가능하고, 열매유와 잠열축열재 간의 전열면적 증가에 따른 단위시간당 전열량이 증대되는 효과가 있다. 또한, PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너의 경우 잠열축열재가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 급속 방열 및 축열이 가능하다.

Description

급속 축열 및 방열이 가능한 축열콘테이너{Accelerating Container Capable Rapid Heat-Acceleration and Heat-Radiation}
본 발명은 급속 방열 및 축열이 가능한 열택배용 축열콘테이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복층화된 열택배용 축열콘테이너 및 PCM(phase change material) 분리용 필터가 장착된 열택배용 축열콘테이너에 관한 것이다.
일반적으로 축열콘테이너는 콘테이너 내부에 잠열축열재(PCM, phase change material)을 충진한 상태에서 열매유(熱媒油)를 이용하여 외부와 콘테이너 간의 열전달을 행하게 된다.
이 과정을 보다 상세히 설명하면, 콘테이너에 열을 축열할 때는 외부 열원으로부터 가열된 뜨거운 열매유를 콘테이너 하부에 주입하여 잠열축열재 사이를 흐르게 함으로써 열매유가 가진 열량을 잠열축열재에 전달하며, 이때 잠열축열재는 응고된 고체상태에서 열을 받으면서 용해되어 액체상태로 변하게 된다.
이렇게 잠열축열재가 고체에서 액체로 상이 변하면서 저장된 열은 나중에 방열과정에서 잠열축열재가 액체에서 고체로 응고하면서 방출되어 열매유를 가열하게 되고, 이 고온의 열매유를 이용하여 축열 콘테이너에서 외부에 열을 공급하게 된다.
열매유와 잠열축열재 간의 전열과정에서 짧은 시간에 효율적인 열교환이 이루어지기 위해서는 열매유가 잠열축열재 사이를 가능한 넓은 단면적을 가지고 균일하게 흐르게 할 필요가 있다.
그러나, 종래의 축열콘테이너에서는 축열과정에서 고온의 열매유가 응고된 잠열축열재 속을 흐를 때 일단 먼저 유로가 형성된 쪽으로 편류가 발생되어 흐르게 됨으로서 불균일한 유동현상에 의하여 열매유와 잠열축열재 간에 열전달이 지연되고 결과적으로 축열 및 방열시간이 길어지는 문제점이 있다.
이러한 축열콘테이너의 한 유형으로서 독일항공우주연구소(Deutsches Zentrum fur Luft-und Raumfahrt)는 열전달 매질(heat transfer medium)을 이용하여 잠열을 축열하는 시스템을 개발한 바 있다. 이 시스템은 관(vessel)을 통하여 상기 열전달 매질을 순환시킴으로써 상기 축열 시스템 내부에 잠열을 축열시키는 원리를 이용한 것으로, 다수 개의 관을 설치하여야 하는 제조과정상의 어려움이 있다 (EP 789214).
이에 본 발명자들은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 열택배용 축열콘테이너를 복층화한 축열콘테이너 및 기존의 축열콘테이너의 유출파이프 주위로 필터를 형성한 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너를 사용함으로써, 축열 및 방열에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 급속 방열 및 축열이 가능한 축열 콘테이너를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음의 구성요소를 포함하면서 복층화된 열택배용 축열콘테이너를 제공한다:
상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 제1 잠열축열재층, 상기 제1 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 제1 열매유층, 상기 제1 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 제1 유입파이프 및 상기 제1 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 제1 유출파이프를 포함하는 제1 콘테이너;
상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 제2 잠열축열재층, 상기 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 제2 열매유층, 상기 제2 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 제2 유입파이프 및 상기 제2 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 제2 유출파이프를 포함하는 제2 콘테이너;
상기 제1 유입파이프 및 제2 유입파이프와 일체형으로 연결된 공급관;
상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프와 일체형으로 연결된 배출관; 및
상기 배출관에 형성된 펌프(pump),
여기서, 상기 제1 콘테이너의 하단면과 제2 콘테이너의 상단면이 결합되고, 상기 제1 유입파이프와 제1 유출파이프 및 제2 유입파이프와 제2 유출파이프는 각각 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너에 삽입된 후 고정됨.
본 발명은 또한, 다음의 구성요소를 포함하며, 필터가 장착된 열택배용 축열콘테이너를 제공한다:
상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 잠열축열재층;
상기 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 열매유층;
상기 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 유입파이프;
상기 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 유출파이프;
상기 유입파이프와 일체형으로 연결된 공급관;
상기 유출파이프와 일체형으로 연결된 배출관; 및
상기 유출파이프에 장착된 필터(filter),
여기서, 상기 유입파이프와 유출파이프는 상기 축열콘테이너 삽입된 후 고정됨.
본 발명에 따르면, 복층화된 축열콘테이너의 경우 열매유 순환 유속 증대시에도 잠열축열재 내에서 열매유의 적정 유속을 유지하는 것이 가능하고, 열매유와 잠열축열재 간의 전열면적 증가에 따른 단위시간당 전열량이 증대되는 효과가 있다. 또한, PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너의 경우 잠열축열재가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 급속 방열 및 축열이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너의 유출파이프를 나타낸 것이다.
<도면부호의 설명>
100: 잠열축열재 200: 열매유
300: 제1 콘테이너 301: 제1 유입파이프
302: 제1 유출파이프 400: 제2 콘테이너
401: 제2 유입파이프 402: 제2 유출파이프
500: 열매유 흡입구 600: 열매유 방출구
700: 공급관 800: 배출관
900: 펌프 1000: 필터
본 발명은 열택배용 축열콘테이너의 방열 및 축열 시간을 단축시킬 수 있는 복층화된 축열콘테이너 및 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너에 관한 것으로, 이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용된 용어 '잠열축열재(PCM, Phase Change Material)'란 고체에서 액체로 혹은 액체에서 고체로 상변화할 때 발생하는 잠열을 이용하여 축열 또는 방열을 수행하는 물질을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '열매유'란 잠열축열재에 열을 전달하거나, 잠열축열재의 열을 외부로 전달하는 물질을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '공급관'이란 외부에서 본 발명에 따른 축열콘테이너에 열매유를 공급하는 관을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '배출관'이란 본 발명에 따른 축열콘테이너에서 외부로 열매유를 배출하는 관을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '유입파이프'란 본 발명에 따른 축열콘테이너에 삽입되어 포함되며, 상기 공급관을 통해 공급된 열매유를 상기 축열콘테이너 내부로 유입하는 파이프를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '유출파이프'란 본 발명에 따른 축열콘테이너에 삽입되어 포함되며, 상기 축열콘테이너 내부의 열매유를 공급관으로 유출시키는 파이프를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '열매유 방출구'란 상기 유입파이프에 형성되어 상기 유입파이프를 통하여 컨테이너 내부로 공급되는 열매유를 PCM 내로 유출하는 출구를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '열매유 흡입구'란 상기 유입파이프에서 유출되어 PCM을 통과한 열매유가 유출파이프로 유입되는 입구를 의미하며, 상기 유출파이프에 형성되어 있다.
본 발명에서 사용된 용어 '공급속도'란 외부에서 콘테이너로 열매유를 공급하는 속도, 즉, 공급관에서 열매유의 속도를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '흐름속도'란 유입파이프에서 유출된 열매유가 PCM을 통과하여 유출파이프로 유입되는 속도, 즉 컨테이너 내부에서 열매유의 상승속도를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '배출속도'란 콘테이너에서 외부로 열매유를 배출하는 속도, 즉, 배출관에서 열매유의 속도를 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 '순환속도'란 콘테이너 내부에 함유되어 있는 열매유가 외부로 배출되었다가 다시 콘테이너로 공급되는 순환과정 전체에 걸친 열매유의 속도, 즉, 상기 공급속도, 흐름속도 및 배출속도를 포함하는 상위개념의 열매유의 속도를 의미한다.
본 발명은 일 관점에서, 상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 제1 잠열축열재층, 상기 제1 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 제1 열매유층, 상기 제1 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 제1 유입파이프 및 상기 제1 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 제1 유출파이프를 포함하는 제1 콘테이너; 상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 제2 잠열축열재층, 상기 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 제2 열매유층, 상기 제2 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 제2 유입파이프 및 상기 제2 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 제2 유출파이프를 포함하는 제2 콘테이너; 상기 제1 유입파이프 및 제2 유입파이프와 일체형으로 연결된 공급관; 상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프와 일체형으로 연결된 배출관; 및 상기 배출관에 형성된 펌프(pump)를 포함하며, 여기서, 상기 제1 콘테이너의 하단면과 제2 콘테이너의 상단면이 결합되고, 상기 제1 유입파이프와 제1 유출파이프 및 제2 유입파이프와 제2 유출파이프는 각각 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너에 삽입된 후 고정되는 것을 특징으로 하는, 복층화된 열택배용 축열콘테이너에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프에 필터가 장착된 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 필터는 상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프의 둘레를 감싸면서 장착되거나 또는 내부에 삽입되어 장착된 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 필터의 기공의 크기는 30~40㎛인 것을 특징으로 할 수 있다. 이 경우, 필터가 장착되어 복층화된 열택배용 축열 콘테이너를 구현할 수 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너는 동일한 형상, 구조 및 기능을 가지는 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너에 의해 복층화된 것이다.
상기 제1 콘테이너의 형상을 살펴보면, 일반적인 콘테이너의 형상, 예를 들어, 원통형, 직육면체, 정육면체 등의 형상을 나타낸다.
또한, 상기 제1 콘테이너의 구조를 살펴보면, 일 측면에 제1 유출파이프 및 제1 유입파이프가 각각 관통하도록 상기 일 측면의 상부 및 하부에 각각 홀(hole)이 형성되어 있다. 상기 홀을 관통하여 상기 제1 콘테이너 내부로 삽입된 제1 유출파이프 및 제1 유입파이프는 용접에 의해 제1 콘테이너에 고정된다. 상기 제1 유출파이프 및 제1 유입파이프에는 각각 다수 개의 열매유 흡입구 및 열매유 방출구가 형성되어 있다.
또한, 상기 제1 콘테이너의 기능을 살펴보면, 외부에서 고체상 잠열축열재가 함유되어 있는 상기 제1 콘테이너로 열매유가 공급되는 동안 상기 잠열축열재가 고체에서 액체로 상전이를 하면서 열이 축적된다. 한편, 이렇게 축적된 열은 상기 잠열축열재가 액체로 고체로 상전이를 하면서 상기 제1 콘테이너로부터 외부로 열을 방출하게된다. 즉, 상기 제1 콘테이너는 잠열축열재의 상전이로 인한 축열 및 방열 기능을 수행한다.
상기 제2 콘테이너는 상기에 언급한 바와 같이, 상기 제1 콘테이너와 동일한 형상, 구성 및 기능을 가진다.
본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너에서 상기 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너는 플랜지(flange) 접합 방식으로 결합되어 고정된다.
플랜지 접합이란 일반적으로 관을 접합시킬 때 쓰이는 방법으로, 관의 끝에 관과 직각으로 납작한 날개를 달고 날개에 구멍을 뚫은 관을 플랜지관이라 하며, 이러한 관끼리 볼트 너트를 이용해 접합하는 방법을 가리킨다.
본 발명에서는 이렇게 일반적으로 사용되는 플랜지 접합을 콘테이너의 연결에 응용하여, 제1 콘테이너의 하부면과 제2 콘테이너의 상부면을 밀착시킨 뒤, 볼트 너트를 이용해 접합시킴으로써 복층화된 축열콘테이너를 구현할 수 있다.
또한, 상기 제1 유입파이프와 제1 유출파이프 및 제2 유입파이프와 제2 유출파이프는 각각 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너에 삽입된 후 용접에 의해 고정될 수 있으나, 콘테이너에 파이프를 고정시킬 수 있는 당업계의 고정화 수단을 사용하는 한, 이에 국한 되는 것은 아니다.
상기 제1 콘테이너 내에 포함된 제1 유출파이프와 제2 콘테이너 내에 포함된 제2 유출파이프는 공급관과 일체형으로 연결되고, 상기 공급관은 외부에서 상기 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너로 열매유를 공급하는 기능을 수행한다.
상기 제1 콘테이너 내에 포함된 제1 유입파이프와 제2 콘테이너 내에 포함된 제2 유입파이프는 배출관과 일체형으로 연결되고, 상기 배출관은 상기 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너로부터 외부로 열매유를 배출하는 기능을 수행한다.
한편, 상기 배출관에는 펌프가 설치되어 있어 열매유의 배출량을 조절할 수 있다. 즉, 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너 내부에서 열매유의 흐름속도는 일정하게 유지한 채, 펌프를 이용하여 상기 1 콘테이너 및 제2 콘테이너에서 외부로 열매유의 배출속도를 증가시킬 수 있다. 이렇게 열매유의 배출속도를 증가시킴으로써, 배출열량을 증가시킬 수 있고, 그에 따라 방열속도를 증가시켜 급속 방열이 가능하게 된다.
본 발명에서는 잠열축열재로서 고체상 잠열축열재를 사용하는 것이 바람직한데, 잠열축열재가 고체에서 액체로 변화할 때 잠열 및 액체에서 고체로 변화할 때 잠열을 이용하여 축열 및 방열이 가능하기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기 잠열축열재는 비중이 1.3~1.5이고, 분자크기가 7~8nm인 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 열매유는 비중이 0.7~0.9이고, 분자크기가 4~5nm인 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 잠열축열재는 초산나트륨, 염화마그네슘 및 에리스리톨로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 열매유는 써미놀(therminol), 쎄리오라(seriola) 및 자리썸(jaritherm)로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너에 있어서, 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너 내부에는 고체상 잠열축열재 및 열매유가 함유되어 있으며, 상기 잠열축열재 100 중량부에 대해 열매유가 25~67 중량부 함유되어 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 잠열축열재 100 중량부에 대해 열매유의 함량이 25 중량부 미만이면 잠열축열재와 유출파이프간의 거리가 가까워져 잠열축열재가 유출파이프를 통해 외부로 유출될 가능성이 커지는 문제점이 있고, 열매유의 함량이 67 중량부를 초과하면 상대적으로 잠열축열재의 함량이 줄어들게 되므로 축열용량이 감소하는 문제점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너는 잠열축열재와 열매유의 비중 및 분자크기 차이를 이용한다. 즉, 본 발명에서는 잠열축열재의 비중 및 분자크기가 열매유보다 큰 것에 특징이 있다.
구체적으로는, 상기 복층화된 축열콘테이너의 외부로부터 공급관을 통하여 상기 잠열축열재가 함유되어 있는 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너의 하부에 각각 위치하는 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프로 열매유가 공급되면, 열매유 방출구를 통하여 열매유가 잠열축열재로 통과하고, 비중차이로 인하여 열매유가 상승하여 상기 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너의 상부에 각각 위치하는 제1 유입파이프 및 제2 유입파이프로 유입된 다음, 배출관을 통하여 외부로 배출된다.
본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너에는 공급관 및 배출관에 펌프가 장착되어 있어, 상기 펌프를 이용하여 상기 복층화된 축열콘테이너과 외부 사이에서 열매유의 공급 및 배출 속도를 증가시킬 수 있어, 축열 및 방열을 보다 신속하게 할 수 있다. 이 경우, 컨테이너 내부에서 열매유의 흐름속도는 그대로 유지한 채, 공급관 및 배출관에서만 열매유의 공급 및 배출속도를 상승시키므로, 컨테이너 내부의 열매유의 흐름속도가 증가할 경우 잠열축열재가 열매유와 함께 외부로 배출되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 복층화된 두 개의 컨테이너를 사용하므로, 열매유와 잠열축열재 사이에 전열면적이 증가하고, 그에 따라 단위시간당 전열량이 증대되는 효과가 있다.
본 발명은 다른 관점에서, 상기 제1 콘테이너 또는 제2 콘테이너와 동일한 구조를 가지는 콘테이너가 1~10개 추가로 결합되어 복층화된 것을 특징으로 하는 축열콘테이너에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따라 복층화된 열택배용 축열콘테이너는 두 개의 축열콘테이너를 사용해서 복층화를 하였지만, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 축열콘테이너를 복층화한 열택배용 축열콘테이너를 구현하는 것은 당업자에게 있어 자명한 사항이라 할 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 잠열축열재층; 상기 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 열매유층; 상기 제1 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 유입파이프; 상기 제1 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 유출파이프; 상기 유입파이프와 일체형으로 연결된 공급관; 상기 유출파이프와 일체형으로 연결된 배출관; 및 상기 유출파이프에 장착된 필터(filter)를 포함하고, 여기서, 상기 유입파이프와 유출파이프는 상기 축열콘테이너 삽입된 후 고정된 것을 특징으로 하는, 필터가 장착된 열택배용 축열콘테이너에 관한 것이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너는 유입파이프 주위가 필터로 둘러싸여져 있다.
상기 콘테이너의 형상을 살펴보면, 일반적인 콘테이너의 형상, 예를 들어, 원통형, 직육면체, 정육면체 등의 형상을 나타낸다.
또한, 상기 콘테이너의 구조를 살펴보면, 일 측면에 유출파이프 및 유입파이프가 각각 관통하도록 상기 일 측면의 상부 및 하부에 각각 홀(hole)이 형성되어 있다. 상기 홀을 관통하여 상기 콘테이너 내부로 삽입된 유출파이프 및 유입파이프는 용접에 의해 콘테이너에 고정된다. 상기 유입파이프 및 유출파이프에는 각각 다수 개의 열매유 흡입구 및 열매유 방출구가 형성되어 있다. 상기 유출파이프는 필터가 둘러싸여져 있다.
또한, 상기 콘테이너의 기능을 살펴보면, 외부에서 고체상 잠열축열재가 함유되어 있는 상기 콘테이너로 열매유가 공급되는 동안 상기 잠열축열재가 고체에서 액체로 상전이를 하면서 열이 축적된다. 한편, 이렇게 축적된 열은 상기 잠열축열재가 액체로 고체로 상전이를 하면서 상기 콘테이너로부터 외부로 열을 방출하게 된다. 즉, 상기 콘테이너는 잠열축열재의 상전이로 인한 축열 및 방열 기능을 수행한다.
본 발명에 있어서, 상기 필터의 기공의 크기는 30~40㎛인 것을 특징으로 할 수 있은며, 상기 필터의 기공의 크기는 잠열축열재는 통과시키지 않으면서, 열매유만을 통과시켜야 하는 크기이므로, 사용되는 잠열축열재 및 열매재에 따라 달라질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너는 잠열축열재와 열매유의 비중 및 분자크기 차이를 이용한다. 즉, 본 발명에서는 잠열축열재의 비중 및 분자크기가 열매유보다 큰 것에 특징이 있다.
구체적으로는, 상기 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너의 외부로부터 공급관을 통하여 상기 잠열축열재가 함유되어 있는 콘테이너 하부에 위치하는 유출파이프로 열매유가 공급되면, 열매유 방출구를 통하여 열매유가 잠열축열재를 통과하고, 비중차이로 인하여 열매유가 상승하여 상기 콘테이너 상부에 위치하는 유입파이프로 유입된 다음, 배출관을 통하여 외부로 배출된다. 이때, 상기 유입파이프 둘레의 필터에 의해서 분자크기가 작은 열매유만이 상기 유입파이프로 유입된다.
본 발명에 따른 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너에는 유입파이프 둘레에 필터가 있어, 잠열축열재에 비해 분자크기가 작은 열매유만을 통과시키므로, 콘테이너 내부에서 열매유의 상승속도를 가속화하더라도 열매유에 인접한 잠열축열재가 함께 상기 유입파이프 내로 유입될 염려가 없다.
따라서, 상기 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너는 열매유만을 통과시키는 필터의 장착으로 인하여 축열 및 방열 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이 때, 상기 필터는 상기 유출파이프의 둘레를 감싸면서 장착되거나 또는 내부에 삽입되어 장착된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 복층화된 축열콘테이너 및 PCM 분리용 필터가 장착된 축열콘테이너는 열택배용으로 사용된다. 즉, 열택배란 폐열을 응축해 놓은 탱크를 트럭에 실어 수요처까지 배달해주는 시스템을 의미한다.
구체적으로 본 발명에 따른 축열콘테이너를 열택배시스템에 적용한 예를 간략하게 설명하면 다음과 같다. 상기 축열콘테이너와 열교환기를 연결하여 상기에 기술한 바와 같은 축열과정을 통해 축열이 완료되면 상기 축열콘테이너와 열교환기의 커플링을 해체하고, 트럭에 실어 수요처로 이동한다. 수요처의 열교환기와 상기 축열콘테이너를 연결하여 상기에 기술한 바와 같은 방열과정을 통해 방열이 완료됨으로써, 수요처에 열을 공급하게 되는 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 다음의 구성요소를 포함하며 복층화된 열택배용 축열콘테이너:
    상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 제1 잠열축열재(phase change material, PCM)층, 상기 제1 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 제1 열매유층, 상기 제1 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 제1 유입파이프 및 상기 제1 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 제1 유출파이프를 포함하는 제1 콘테이너;
    상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 제2 잠열축열재층, 상기 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 제2 열매유층, 상기 제2 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 제2 유입파이프 및 상기 제2 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 제2 유출파이프를 포함하는 제2 콘테이너;
    상기 제1 유입파이프 및 제2 유입파이프와 일체형으로 연결된 공급관;
    상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프와 일체형으로 연결된 배출관; 및
    상기 배출관에 형성된 펌프(pump),
    여기서, 상기 제1 콘테이너의 하단면과 제2 콘테이너의 상단면이 결합되고, 상기 제1 유입파이프와 제1 유출파이프 및 제2 유입파이프와 제2 유출파이프는 각각 제1 콘테이너 및 제2 콘테이너에 삽입된 후 고정됨.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프에 PCM 분리용 필터가 장착된 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  3. 제2항에 있어서, 상기 필터는 상기 제1 유출파이프 및 제2 유출파이프의 둘레를 감싸면서 장착되거나 또는 내부에 삽입되어 장착된 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 콘테이너 또는 제2 콘테이너와 동일한 구조를 가지는 콘테이너가 1~10개 추가로 결합되어 복층화된 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  5. 다음의 구성요소를 포함하며 필터가 장착된 열택배용 축열콘테이너:
    상변화에 의해 발생하는 잠열을 축열 또는 방열하는 잠열축열재(phase change material, PCM)층;
    상기 잠열축열재층의 상단에 위치하며 잠열축열재에 비해 낮은 비중을 가지는 열매유층;
    상기 잠열축열재층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 방출구가 형성된 유입파이프;
    상기 열매유층에서 가로방향으로 연장되며 다수의 열매유 흡입구가 형성된 유출파이프;
    상기 유입파이프와 일체형으로 연결된 공급관;
    상기 유출파이프와 일체형으로 연결된 배출관; 및
    상기 유출파이프에 장착된 PCM 분리용 필터(filter),
    여기서, 유입파이프와 유출파이프는 상기 축열 콘테이너에 삽입된 후 고정됨.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 잠열축열재 및 열매유의 함량비는 상기 잠열축열재 100중량부에 대해 열매유 25~67중량부인 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 잠열축열재는 비중이 1.3~1.5이고, 분자크기가 7~8nm인 물질인 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 열매유는 비중이 0.7~0.9이고, 분자크기가 4~5nm인 물질인 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 잠열축열재는 초산나트륨, 염화마그네슘 및 에리스리톨로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  10. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 열매유는 써미놀(therminol), 쎄리오라(seriola) 및 자리썸(jaritherm)으로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 축열콘테이너.
  11. 제5항에 있어서, 상기 필터는 상기 유출파이프의 둘레를 감싸면서 장착되거나 또는 내부에 삽입되어 장착된 것을 특징으로 하는 축열콘테이너.
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