KR20190040762A - Heat exchanging medium having thermal conductivity reinforcement, and thermal storage system using the same - Google Patents

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강상우
박진수
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Abstract

The present invention relates to a heat exchange medium having thermal conductivity reinforcement materials and a heat storage system using the same, wherein the heat storage system comprises: a heat collecting unit for heating a heat transfer medium by a heat source; and a heat storage tub for storing a heat exchange medium with thermal conductivity reinforcement materials that are mixed with and spaced from each other in a heat storage material when exchanging heat with the heat exchange medium heated in the heat collecting unit.

Description

열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체 및 이를 이용한 축열 시스템{HEAT EXCHANGING MEDIUM HAVING THERMAL CONDUCTIVITY REINFORCEMENT, AND THERMAL STORAGE SYSTEM USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat exchange medium containing a heat conduction enhancer, and a heat storage system using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002]

본 발명은 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체 및 이를 이용한 축열 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축열재 내의 상변화물질에 열전도도 강화물질을 혼합하여 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체 및 이를 이용한 축열 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchange medium including a heat conduction enhancer and a heat storage system using the same, and more particularly, to a heat exchange system using a heat conduction enhancer And a heat storage system using the heat exchange medium.

일반적으로 축열 시스템 또는 열교환 시스템을 통한 열에너지의 효율적인 저장 및 활용 기술은 다양한 범위에 걸쳐 연구되어 왔다. In general, the efficient storage and utilization of heat energy through heat storage systems or heat exchange systems has been studied over a wide range of applications.

특히 축열 시스템은 열에너지의 저장을 통하여 과잉 열원의 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.In particular, the heat storage system is aimed at securing and supplying the heat source in order to recover the excessive heat source through the storage of the heat energy, the supply of the energy and the temporal inconsistency of the demand, and can be applied by various methods. Widely applied.

잠열축열 방식은 현열축열 방식에 비해 월등히 많은 에너지를 저장할 수 있고 잠열 장치의 상변화물질(phase change material: PCM)은 단위 부피, 단위 무게당 열에너지의 저장용량이 커서 현열 장치보다 부피나 무게를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있기 때문에 최근에는 현열보다는 상변화물질의 잠열을 이용해 고밀도 에너지 저장과 에너지 효율을 높이기 위한 신기술의 개발에 중점을 두고 있다.The latent heat storage method can store much more energy than the sensible heat storage method. The phase change material (PCM) of the latent heat storage device has a larger storage capacity of heat energy per unit volume and unit weight, It is focusing on the development of new technologies to increase the energy efficiency and storage of high-density energy by using the latent heat of the phase change material rather than the sensible heat.

상기 상변화물질(PCM)의 재료로서 가장 널리 사용되고 있는 물질은 염, 염수화물 또는 이들의 혼합물, 파라핀 등의 유기화합물이 쓰이고 있고, 크게 유기물과 무기물로 나눠지며 유기물은 대체적으로 밀도가 낮고 잠열량은 작으나 무기물 PCM에 비해서 부식성이 작고 부피팽창이 작다. The most widely used materials for the phase change material (PCM) are salts, hydrogels, mixtures thereof, paraffin, and other organic compounds, and are largely divided into organic and inorganic materials. Organic materials are generally low in density, Is small but less corrosive and has less volume expansion than inorganic PCM.

무기물은 반대로 밀도가 크고 잠열량도 크나 부식성이 크고 부피 팽창이 커서 패키징이 어렵다는 단점이 있다.On the contrary, the inorganic material has a large density and a large amount of latent heat, but it has a disadvantage that it is difficult to be packed because of high corrosivity and large volume expansion.

상기 축열 시스템을 위해서 가져야 할 PCM의 조건은 적합한 상변화 온도, 높은 잠열 밀도와 열전달율, 상평형 용이, 낮은 기체압력, 작은 부피팽창률, 고밀도, 과냉각 현상이 없고 높은 결정성장률, 화학적 안정성, 내식성, 물질구입이 쉽고 저렴하여야 한다.The conditions of the PCM to be provided for the heat storage system include a suitable phase change temperature, high latent heat density and heat transfer rate, easy phase equilibrium, low gas pressure, small volume expansion rate, high density, no supercooling phenomenon and high crystal growth rate, chemical stability, corrosion resistance, Buying should be easy and cheap.

상기 조건들을 만족하며 단가가 매우 낮은 파라핀계 PCM이 현재 축열재로 많이 쓰이고 있으나 용융점 이상에서 파라핀이 유출하기 때문에 캡슐화를 시켜서 사용하고 있다. Paraffin-based PCM, which satisfies the above conditions and has a very low unit cost, is currently used as a storage material but encapsulates the paraffin because it leaks out of the melting point.

종래의 PCM의 캡슐화 기술은 멜라민이나 포름알데히드 수지로 마이크로 캡슐화하는 방법인바, 이 방법은 공정이 복잡하여 제조원가를 상승시키기 때문에 실용화되지 못하고 있고 고분자 수지의 캡슐로 되어 있어 화재의 위험성에 노출되어 있고 내열성이 낮은 관계로 용도가 제한되어 있다.Conventional PCM encapsulation technology is a method of microencapsulating with melamine or formaldehyde resin. However, this method has not been put into practical use because it increases the manufacturing cost because of complicated process, and it is exposed to the danger of fire because it is formed into a capsule of polymer resin. And the use thereof is limited due to the low relationship.

또한, 이러한 파라핀계 PCM은 마이크로캡슐과 겔 상태 제품이 있으며 마이크로 캡슐 제품에도 건조된 제품과 수용액 제품이 있으나 보편적으로 열전도성이 낮아 외기의 온도 변화에 대하여 충분한 축열 성능을 발휘하지 못하고 있는 실정이다.These paraffin PCMs have microcapsules and gel-like products. Microcapsules also have dried products and aqueous solutions. However, they generally have low thermal conductivity and thus fail to exhibit sufficient storage performance against changes in ambient temperature.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 축열재 내의 상변화물질에 동일 밀도를 가지는 열전도도 강화물질을 혼합하고 상기 열전도도 강화물질이 상변화물질 내에서 균일한 분산상태를 유지하도록 함으로써, 열전도도 강화물질을 통해 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체 및 이를 이용한 축열 시스템을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a phase change material in which a phase change material having the same density is mixed with a phase change material in a heat storage material, The present invention also provides a heat exchange medium including a heat conduction enhancing material capable of enhancing heat transfer efficiency through a heat conduction enhancing material by maintaining a uniform dispersion state in the heat exchanging medium.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열원에 의해 열전달매체를 가열하는 집열부; 및, 상기 집열부에서 가열된 상기 열전달매체와 열교환 시 축열물질 내에 서로 이격된 상태로 혼합되어 열전달을 유발하며 고체 상태를 유지하는 열전도도 강화물질을 구비한 열교환매체가 저장되는 축열조;를 포함하는 축열 시스템으로서, 상기 열전도도 강화물질은, 내부에 중공의 빈 공간을 가지며, 상기 축열물질의 밀도와 동일 밀도를 갖는 축열 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger comprising: a heat collecting part for heating a heat transfer medium by a heat source; And a heat storage medium storing a heat exchange medium having a heat conductivity enhancing material that is mixed with the heat transfer medium heated in the heat collecting unit in a state where they are separated from each other in a heat storage material during heat exchange to induce heat transfer and maintain a solid state, A thermal storage system, wherein the thermal conductivity enhancing material has a void space in the interior thereof and has a density equal to the density of the heat storage material.

본 발명에 의하면, 상기 열전도도 강화물질은 금속 소재 및 그라파이트 소재 중 어느 하나로 이루어진다. According to the present invention, the heat conductivity enhancing material is made of any one of a metal material and a graphite material.

본 발명에 의하면, 상기 열전도도 강화물질은 내부 공간의 체적과, 내부 공간에 주입되는 가스량을 조절하여 축열물질의 밀도와 동일한 밀도를 가지도록 이루어진다. According to the present invention, the thermal conductivity enhancing material is formed to have the same density as the density of the heat storage material by adjusting the volume of the inner space and the amount of gas injected into the inner space.

본 발명은, 축열물질; 및, 내부에 중공의 빈 공간을 가지며, 상기 축열물질의 밀도와 동일한 밀도를 갖는 열전도도 강화물질을 포함하는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체를 제공한다.The present invention relates to a heat storage material, And a heat conductivity enhancing material having a hollow space inside and having the same density as the density of the heat storage material.

본 발명에 의하면, 상기 축열물질은 상변화물질로서, PCM으로 이루어진다.According to the present invention, the heat storage material is made of PCM as a phase change material.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체 및 이를 이용한 축열 시스템에 의하면, 상변화물질 내에 상변화물질과 동일 밀도를 가지는 열전도도 강화물질을 혼합하여 균일한 분산 상태를 유지하도록 함으로써 열전도도 강화물질의 열전달 효율을 증대시키는 효과가 있다.According to the heat exchange medium including the heat conduction enhancer of the present invention and the heat storage system using the same, the phase change material and the heat conduction enhancer having the same density are mixed in the phase change material, Thereby enhancing the heat transfer efficiency of the heat conduction enhancing material.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 열교환매체를 나타내는 개략적인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열전도도 강화물질의 단면 형상을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열교환매체가 구비된 축열 시스템을 나타내는 블럭도이다.1 and 2 are schematic illustrations showing a heat exchange medium according to the present invention.
3 is a perspective view showing a cross-sectional shape of the heat conduction enhancing material according to the present invention.
4 is a block diagram showing a heat storage system equipped with a heat exchange medium according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체(100)는 축열물질(110)과 열전도도 강화물질(120)로 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchange medium 100 including the heat conduction enhancer according to the present invention includes a heat storage material 110 and a heat conduction enhancer 120.

상기 축열물질(110)은 일정한 온도 범위에서 고상에서 액상으로 또는 액상에서 고상으로 변화하며, 열에너지를 흡수하거나 방출하는 물질로서, 상변화물질(phase change material: PCM)일 수 있다. The heat storage material 110 may be a phase change material (PCM), which changes from a solid phase to a liquid phase or from a liquid phase to a solid phase at a predetermined temperature range and absorbs or releases heat energy.

상기 축열물질(110)은 상변화를 수행하고 열에너지를 흡수하거나 방출할 수 있는 경우라면 물질에 대해 제한이 없으며, 예를 들어, 파라핀계열 및 불포화 지방산계열의 유기물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The heat storage material 110 is not limited as long as it can perform a phase change and absorb or release heat energy. For example, the heat storage material 110 may include one or more kinds selected from the group consisting of paraffinic and unsaturated fatty acid- . ≪ / RTI >

구체적으로, 옥타코산, 헵타코산, 헥사코산, 테트라코산, 트리코산, 도코산, 헤네이코산, 에이코산, 노나데칸, 옥타데칸, 헵타데칸, 헥사데칸, 펜타데칸, 테트라데칸, 트리데칸, 펜타에리스리톨, 폴리에틸렌, 아세트 아마이드, 프로필 아마이드, 나프탈렌, 스테아린산, 폴리 글라이콜 E6000, 폴리 글라이콜 E400, 왁스, 3-헵타데카논, 시안 아미드, d-유산, 글리세롤, 아세트산 및 에틸렌디아민 중 1종 이상을 포함할 수 있다.Specific examples thereof include octanoic acid, heptanoic acid, hexanoic acid, tetracoccanic acid, tricoic acid, docosanoic acid, heneic acid, eicosan, nonadecane, octadecane, heptadecane, hexadecane, pentadecane, 1 < / RTI > < RTI ID = 0.0 > of 1, < / RTI > pentaerythritol, polyethylene, acetamide, propyl amide, naphthalene, stearic acid, polyglycol E6000, polyglycol E400, wax, 3-heptadecanone, cyanamide, Or more species.

이와 같이 구성된 축열물질(110) 내에 열전도도를 향상시키기 위한 열전도도 강화물질(120)이 서로 이격된 상태로 혼합되어 있다. The heat conduction enhancer 120 for enhancing thermal conductivity is mixed in the heat accumulating material 110 thus formed in a state of being separated from each other.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 열전도도 강화물질(120)은 중공의 빈 공간을 가지는 구(球) 형상으로, 열전도도가 우수한 금속 및 그라파이트(graphite) 소재 등으로 이루어진다. 상기 중공의 빈 공간에는 공기 등의 가스가 충전될 수 있다. As shown in FIG. 3, the heat conduction enhancing material 120 is a sphere having a hollow space, and is made of a metal and a graphite material having excellent thermal conductivity. The hollow space may be filled with gas such as air.

상기 열전도도 강화물질(120)은 열원에 의해 가열될 수 있는 최고 온도 이상에서도 항상 고체 상태를 유지할 수 있다.The heat conduction enhancing material 120 can always maintain a solid state at a temperature higher than a maximum temperature that can be heated by a heat source.

상기 열전도도 강화물질(120)은 비어 있는 내부 공간(121)의 체적과, 내부 공간(121)에 주입되는 가스량을 조절하여 축열물질(110)의 밀도와 동일한 밀도를 가지게 된다. The thermal conductivity enhancing material 120 has the same density as the density of the heat storage material 110 by controlling the volume of the hollow inner space 121 and the amount of gas injected into the inner space 121.

이와 같이 상기 열전도도 강화물질(120)의 밀도와, 열전도도 강화물질(120)이 혼합되어 있는 축열물질(110)의 밀도는 서로 동일하게 조절할 수 있다. The density of the heat conduction enhancing material 120 and the density of the heat regenerating material 110 in which the heat conduction enhancing material 120 is mixed can be controlled to be equal to each other.

상기 열전도도 강화물질(120)의 밀도를 축열물질(110)의 밀도와 동일하게 조절할 경우 열전도도 강화물질(120)은 축열물질(110) 내에서 가라앉거나 뜨는 동작이 제한되고, 축열물질(110) 내에서 정지된 상태를 유지하게 된다. When the density of the heat conduction enhancing material 120 is controlled to be the same as the density of the heat regulating material 110, the operation of sinking or floating the heat conduction enhancing material 120 in the heat storage material 110 is limited, 110). ≪ / RTI >

상기 축열물질(110) 내에서 열전도도 강화물질(120)을 혼합할 경우 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 축열물질(110) 내에서 열전도도 강화물질(120)이 서로 일정한 간격을 두고 균일한 분산 상태를 유지하게 된다.1 and 2, when the thermally conductive material 120 is mixed in the thermally conductive material 110, the thermally conductive reinforcing materials 120 are spaced apart from each other in the thermally conductive material 110 Thereby maintaining a uniform dispersion state.

상기 축열물질(110) 내에 열전도도가 우수한 열전도도 강화물질(120)이 혼합된 상태로 분산되어 위치하게 되므로, 축열조(30) 내에서 열교환매체(100)와 열전달매체인 유체의 열교환 시 유체의 열에너지가 축열물질(110) 내의 열전도도 강화물질(120)에 쉽게 전달되면서 열전도도 강화물질(120) 전체로 확산되어 전달되므로 열전달 성능을 향상시키게 된다. Since the heat conduction enhancer 120 having excellent thermal conductivity is mixed and dispersed in the heat storage medium 110 in the heat storage medium 30, Heat energy is easily transferred to the heat conduction enhancer 120 in the heat accumulating material 110 and is diffused and transferred to the entire heat conduction enhancer 120 to improve the heat transfer performance.

상기 축열물질(110) 내에 열전도도 강화물질(120)이 포함될 경우 상기 열전도도 강화물질(120)이 외부에서 공급된 유체의 열에너지를 전달하는 매개체가 되어 열에너지가 축열물질(110) 내에서 이동할 수 있게 된다. When the heat conduction enhancing material 120 is included in the heat storage material 110, the heat conduction enhancing material 120 becomes a medium for transferring the heat energy of the fluid supplied from the outside, so that the heat energy can move within the heat storage material 110 .

따라서, 집열부(10)의 열원에 의해 공급된 열에너지가 열전도도 강화물질(120)과 접촉율이 늘어나게 되며, 일정한 방향성을 갖게 되므로 열전도도 강화물질(120) 하나 하나에 전달되면서 신속하게 확산되므로 열전달 성능이 향상된다. Accordingly, the thermal energy supplied by the heat source of the heat collecting part 10 increases the contact ratio with the heat conduction enhancing material 120, and since it has a constant directionality, the heat conduction enhancing materials 120 are rapidly transferred to the heat transferring material 120 The heat transfer performance is improved.

상기 열전도도 강화물질(120)은 열원에 의해 가열되더라도 항상 고체 상태를 유지하고, 상기 축열물질(110)이 고화되더라도 상기 열원으로부터 공급된 열에너지와 안정적으로 열교환이 이루어질 수 있다.The heat conduction enhancer 120 maintains a solid state at all times even if it is heated by a heat source. Even if the heat storage material 110 is solidified, heat exchange with the heat energy supplied from the heat source can be performed stably.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환매체(100)가 사용되는 축열시스템은 열원으로부터 열에너지를 공급받아 열에너지를 사용하는 사용처(40)로 열에너지를 공급하기 위해 설치될 수 있다. As shown in FIG. 4, a heat storage system using the heat exchange medium 100 according to the present invention may be installed to supply thermal energy to a use place 40 that receives thermal energy from a heat source and uses thermal energy.

상기 열원에 의해 열전달매체를 가열하는 집열부(10)는 열원으로 전기에너지, 태양열 등을 이용할 수 있다. 상기 열전달매체는 유체 상태이고, 열원에 의해 가열될 수 있는 최고 온도 이상에서도 유체 상태를 유지할 수 있다.The heat collecting part 10 for heating the heat transfer medium by the heat source can use electric energy, solar heat, or the like as a heat source. The heat transfer medium is in a fluid state and can maintain a fluid state at a temperature above a maximum temperature that can be heated by a heat source.

상기 열전도도 강화물질(120)이 고화되더라도 열전달 성능은 유체일 때와 다르지 않다.The heat transfer performance is not different from that when the heat conduction enhancer 120 is solidified.

본 발명에 따른 축열 시스템은 상기 집열부(10)에 집열된 열전달매체를 열교환하는 축열조(30)를 포함할 수 있다.The heat storage system according to the present invention may include a heat storage tank (30) for heat-exchanging the heat transfer medium collected in the heat collection portion (10).

본 발명에서 상기 집열부(10)에서 축열조(30)로 이동하는 에너지 수송 매체로는 액체 또는 스팀 등을 비롯한 일반적인 형태의 열전달매체가 모두 적용될 수 있다. In the present invention, as the energy transporting medium moving from the heat collecting part 10 to the heat storage tank 30, a general type heat transfer medium including liquid, steam, etc. may be applied.

상기 축열조(30)는 기설정된 소정 온도 범위의 열에너지를 저장하기 위한 구성으로서, 내부에 마련된 축열 구성과, 적어도 하나의 유,출입구를 포함할 수 있다. The heat storage tank 30 is configured to store thermal energy of a predetermined temperature range, and may include a heat storage structure provided therein and at least one oil and gas outlet.

상기 축열조(30)는 축열 구성을 통해 내부에 열에너지를 저장하며, 유,출입구를 통해 내부에 저장된 열에너지를 외부로 공급할 수 있다. The thermal storage tank (30) stores heat energy through the heat storage structure, and can supply heat energy stored therein through the oil and gas inlet.

상기 축열조(30)를 이용하여, 열원으로부터 공급된 열에너지를 저장하였다가, 열원에 이상이 발생하거나, 열에너지의 수요가 열원의 최대 부하를 초과하여 열원으로부터 열에너지를 공급받을 수 없는 경우, 축열조(30)에 저장된 열에너지를 활용하게 된다.When the heat energy supplied from the heat source is stored using the heat storage tank 30 and an abnormality occurs in the heat source or when the demand of the heat energy exceeds the maximum load of the heat source and the heat energy can not be supplied from the heat source, ) To utilize the stored thermal energy.

상기 축열 구성은 적어도 하나의 열교환매체(100)를 포함할 수 있다.The heat storage arrangement may include at least one heat exchange medium (100).

상기 열교환매체(100)는 열에너지를 저장할 수 있는 부재로서, 전술한 바와 같이 축열물질(110)로 형성될 수 있으며, 이와 같은 열교환매체(100)는 캡슐형 축열조(30)에 적용된다.The heat exchange medium 100 may be formed of a heat storage material 110 as described above. The heat exchange medium 100 may be applied to the capsule heat storage tank 30.

상기 캡슐형 축열조(30)에 상기 열교환매체(100)를 충전한 상태에서, 열전달매체를 통과시켜서 열교환함으로써 열전달매체로부터 열에너지를 흡수하여 저장하거나, 저장된 열에너지를 열전달매체로 제공할 수 있게 된다. The capsule heat storage tank 30 is filled with the heat exchange medium 100 and the heat transfer medium is allowed to pass through the heat exchange medium to absorb and store heat energy from the heat transfer medium or to provide the stored heat energy to the heat transfer medium.

상기 열교환매체(100)가 열전달매체로부터 열에너지를 흡수하여 저장할 경우, 축열물질(110) 내의 열전도도 강화물질(120)은 외부에서 공급된 열에너지를 전달하는 매개체가 되어 열에너지를 열전도도 강화물질(120) 하나 하나에 전달하게 됨으로써 열전도도 강화물질(120)을 따라 열에너지가 확산된다.When the heat exchange medium 100 absorbs heat energy from the heat transfer medium and stores the heat energy, the heat conductivity enhancing material 120 in the heat storage material 110 becomes a medium for transferring the heat energy supplied from the outside, The thermal energy is diffused along the heat conduction enhancing material 120. [0051]

따라서, 본 발명은 축열물질(110)과 동일 밀도를 가지는 열전도도 강화물질(120)을 혼합하고 상기 열전도도 강화물질(120)이 축열물질(110) 내에 혼합된 상태에서, 균일한 분산상태를 유지하게 됨으로써, 열전도도 강화물질(120)을 통해 열전달 성능을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, the present invention is characterized in that the heat conduction enhancing material 120 having the same density as the heat regenerating material 110 is mixed and the thermally conductive reinforcing material 120 is uniformly dispersed in the heat accumulating material 110 The heat conduction performance can be improved through the heat conduction enhancing material 120. [0064]

본 발명은 축열조(30)에 충전되는 열교환매체(100)에 열전도도 강화물질(120)이 포함된 것을 예로하여 설명하였지만, 본 발명의 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체(100)는 축열조(30)외에 열교환기 등에 사용될 수 있다.The heat exchange medium 100 including the heat conduction enhancer material of the present invention is not limited to the heat exchanger medium 100 that is filled in the heat accumulator 30. However, 30), a heat exchanger and the like.

상기 열교환기 등에 사용되는 열교환유체로서 본 발명에 따른 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체가 사용되며, 이 경우 축열물질은 물이 될 수 있다. As the heat exchange fluid used in the heat exchanger and the like, a heat exchange medium containing the heat conduction enhancer according to the present invention is used. In this case, the heat storage material may be water.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications made by the person skilled in the art are also within the scope of protection of the present invention.

100 : 열교환매체 110 : 축열물질
120 : 열전도도 강화물질 121 : 내부 공간
10 : 집열부 30 : 축열조
40 : 사용처100: Heat exchange medium 110: Heat storage material
120: Heat conduction enhancer 121: Inner space
10: collecting part 30:
40: Application

Claims (8)

열원에 의해 열전달매체를 가열하는 집열부; 및, 상기 집열부에서 가열된 상기 열전달매체와 열교환 시 축열물질 내에 서로 이격된 상태로 혼합되어 열전달을 유발하며 고체 상태를 유지하는 열전도도 강화물질을 구비한 열교환매체가 저장되는 축열조;를 포함하는 축열 시스템으로서,
상기 열전도도 강화물질은,
내부에 중공의 빈 공간을 가지며, 상기 축열물질의 밀도와 동일 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 축열 시스템.
A heat collecting part for heating the heat transfer medium by a heat source; And a heat storage medium storing a heat exchange medium having a heat conductivity enhancing material that is mixed with the heat transfer medium heated in the heat collecting unit and separated from the heat storage material during heat exchange to induce heat transfer and maintain a solid state, As a heat storage system,
The heat conduction enhancer material may include,
Wherein the heat storage material has a hollow space inside and has the same density as the density of the heat storage material.
제1항에 있어서,
상기 열전도도 강화물질은 금속 소재 및 그라파이트 소재 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 축열 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the thermally conductive material is made of one of a metal material and a graphite material.
제2항에 있어서,
상기 열전도도 강화물질은 내부 공간의 체적과, 내부 공간에 주입되는 가스량을 조절하여 축열물질의 밀도와 동일한 밀도를 가지도록 이루어진 것을 특징으로 하는 축열 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the heat conductivity enhancing material has a density equal to the density of the heat storage material by adjusting the volume of the inner space and the amount of gas injected into the inner space.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 축열물질은 상변화물질로서, PCM으로 이루어진 것을 특징으로 하는 축열 시스템.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the heat storage material is a phase change material and is made of PCM.
축열물질; 및,
내부에 중공의 빈 공간을 가지며, 상기 축열물질의 밀도와 동일한 밀도를 갖는 열전도도 강화물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체.
Heat storage material; And
And a heat conductivity enhancing material having a hollow space inside and having the same density as the density of the heat storage material.
제4항에 있어서,
상기 열전도도 강화물질은 금속 소재 및 그라파이트 소재 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체.
5. The method of claim 4,
Wherein the heat conduction enhancer is made of one of a metal material and a graphite material.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 열전도도 강화물질은 내부 공간의 체적과, 내부 공간에 주입되는 가스량을 조절하여 축열물질의 밀도와 동일한 밀도를 가지도록 이루어진 것을 특징으로 하는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the heat conduction enhancer is formed to have the same density as the density of the heat storage material by adjusting the volume of the inner space and the amount of gas injected into the inner space.
제7항에 있어서,
상기 축열물질은 상변화물질로서, PCM으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전도도 강화물질이 포함된 열교환매체.




8. The method of claim 7,
Wherein the heat storage material is a phase change material, and the heat storage material is made of PCM.




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KR20220077416A (en) * 2020-12-02 2022-06-09 김은영 Heating medium including latent heat properties

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