KR20190059643A - Latent heat storage apparatus having rotating container with phase change material - Google Patents

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KR20190059643A
KR20190059643A KR1020170157455A KR20170157455A KR20190059643A KR 20190059643 A KR20190059643 A KR 20190059643A KR 1020170157455 A KR1020170157455 A KR 1020170157455A KR 20170157455 A KR20170157455 A KR 20170157455A KR 20190059643 A KR20190059643 A KR 20190059643A
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강상우
신유환
박진수
이승주
장민재
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한국과학기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a latent heat storage apparatus having a rotatable heat storage unit and, more specifically, to a latent heat storage apparatus configured to enable a heat transfer medium introduced through a fluid inflow unit to transfer heat while passing through a heat storage module unit stored in a heat storage tank and to be discharged to a fluid discharge unit. The heat storage module unit comprises: fixing shaft units arranged at intervals while having rows and columns in the heat storage tank; and a heat storage unit in which a heat storage material for accelerating phase change by forced convection while the heat storage unit rotates about the fixing shaft units.

Description

회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치{LATENT HEAT STORAGE APPARATUS HAVING ROTATING CONTAINER WITH PHASE CHANGE MATERIAL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a latent heat storage device having a rotary heat storage device,

본 발명은 잠열 축열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에 축열재를 저장하여 열전달매체의 축열된 열량에 의해 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a latent heat storage device, and more particularly, to a latent heat storage device having a rotary heat storage device capable of storing heat storage material therein to improve heat transfer efficiency by the amount of heat accumulated in the heat transfer medium.

일반적으로, 열을 매체의 내부에너지로서 저장하는 것을 축열이라 하며, 이 축열은 크게 현열 축열과 잠열 축열로 나눌 수 있다.In general, storing heat as internal energy of a medium is called heat storage, which can be broadly divided into sensible heat storage and latent heat storage.

이때, 현열 축열은 물질의 온도 상승을 이용하는 방식으로서 물이나 모래 또는 자갈 등에 축열하는 방식을 일컬으며, 잠열 축열은 특정 온도범위에서 큰 축열밀도를 가지는 상변화 물질(Phase Change Material; PCM)의 전이 및 융해열(잠열)을 이용하여 축열하는 방식을 일컫는다.At this time, the sensible heat storage is a method of utilizing the temperature rise of the material, which is a method of storing heat in water, sand or gravel. The latent heat storage is a transition of a phase change material (PCM) And a method of storing heat by using heat of fusion (latent heat).

최근에는 현열 축열방식에 비해 특정 온도범위에서의 축열량이 매우 큰 장점을 갖는 잠열 축열방식을 이용한 축열의 연구 및 제안이 이루어지고 있다.In recent years, research and proposal of heat storage using a latent heat storage system having an advantage of a very large amount of heat capacity in a specific temperature range compared to a sensible heat storage system have been made.

특히 상변화 물질(PCM)을 이용하는 잠열 축열방식은 상변화 물질(PCM)의 단위부피 및 단위 무게당 열에너지의 저장용량이 커서 현열 축열에 비해 부피나 무게를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 온도성층 현상이 심하지 않아 급격한 온도변화 없이 사용온도에 알맞은 범위에서 거의 일정한 온도로 축열 및 방열을 수행할 수 있는 이점을 제공한다.In particular, the latent heat storage method using the phase change material (PCM) has a large storage capacity of the thermal energy per unit volume and unit weight of the phase change material (PCM), which can significantly reduce the bulk and weight as compared with the sensible heat storage, It is possible to perform the heat storage and heat dissipation at a substantially constant temperature within a range suitable for the use temperature without a severe temperature change.

잠열 축열에 사용되는 상변화 물질(PCM)은 잠열재, 축열재, 축냉재, 열조절성 물질로 정의할 수 있는데, 일정 온도에서 고체가 액체상태로, 또는 액체가 고체상태로 상이 변하는 상변화 과정(분자의 물리적인 배열이 변하는 물리적 변화과정)을 통하여 열에너지를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출하는 것이다.The phase change material (PCM) used in the latent heat storage can be defined as a latent heat material, a heat storage material, a cold storage material, and a heat control material. The phase change material in which the solid changes into a liquid state Is the accumulation of heat energy or the release of stored thermal energy through the process (the process of physical change in which the physical arrangement of molecules changes).

이와 같이, 상변화 물질(PCM)을 이용한 축열 제품은 농산물이나 수산물 또는 축산물의 생산/저장/유통 등의 식품산업분야를 비롯하여 건물이나 특정 공간의 냉난방을 위한 냉난방분야, 주방용품이나 의복 등의 생활산업분야, 세포조직 운반/보관이나 물리치료 등 의학산업분야, 자동차나 우주항공 또는 전기전자통신의 첨단산업분야 등 산업 전반에 걸쳐 사용 및 응용되고 있다.As described above, the heat storage products using the phase change material (PCM) are used in the fields of food industry such as production, storage and distribution of agricultural products, aquatic products and livestock products, as well as in the fields of air conditioning for heating and cooling of buildings and specific spaces, Industrial fields, medical industry fields such as cell tissue transportation / storage and physiotherapy, and high-tech industrial fields such as automobile, aerospace or electric / electronic communication.

종래의 상변화 물질을 이용한 축열조는 상변화 물질이 담긴 축열조에 열교환기를 설치하여 축열하는 코일 방식과, 잠열재를 용기에 담는 캡슐형 방식을 취하고 있다.The conventional heat storage tank using a phase change material has a coil type in which a heat exchanger is installed in a heat storage tank containing a phase change material and a capsule type in which a latent heat material is contained in a container.

상기 코일 방식의 축열조는 축열조에 상변화 물질을 저장하고 그 사이로 열전달매체가 흐를 수 있는 열배관이 설치된 구조로서, 열전달매체는 열배관을 통하여 축열조에 저장되어 있는 상변화 물질과 열교환하여 냉열을 저장하게 된다. 상변화 물질의 열저장 성능은 열배관의 배열, 배관 재질, 배관 형상에 따라 열저장 효율이 달라지게 된다. 코일 방식의 축열조는 최적의 열전달매체 유로 형성과 축열 밀도를 높일 수 있는 기술이다.The coil type heat storage tank has a structure in which a phase change material is stored in a heat storage tank and a heat transfer medium through which the heat transfer medium can flow is installed. The heat transfer medium is heat exchanged with the phase change material stored in the heat storage tank through a heat pipe, . The heat storage efficiency of the phase change material varies depending on the arrangement of the heat pipe, the material of the pipe, and the shape of the pipe. The coil-type heat storage tank is a technique for forming an optimal heat transfer medium flow path and increasing the heat storage density.

그러나 코일 방식의 축열조는 열배관 외벽부터 상변화 물질이 액체에서 고체로 변화하기 시작하게 되며 이 결정화 현상으로 인해 아직 액체 상태로 열을 내포하고 있는 상변화 물질과 열배관이 원활하게 열교환을 하지 못하도록 하는 열저항을 발생하게 된다. 또한 유기물 상변화 물질의 대부분은 낮은 열전도도를 갖기 때문에 결정화 현상에 따른 열저항은 상변화에 따른 열저장을 하는데 많은 시간이 소요되며 이는 결국 축열율의 저하를 야기시킨다. 결정화 현상에 따른 열저항을 줄이기 위해서는 열배관의 배열을 촘촘히 하여 해결할 수 있으나 가격이 비싼 문제점이 있었다.However, the coil-type heat storage tank starts to change the phase change material from the outer wall of the heat pipe to the solid from the liquid, and the phase change material and the heat pipe which are still in a liquid state due to the crystallization phenomenon, Thereby generating heat resistance. Also, since most of the organic phase change materials have low thermal conductivity, the thermal resistance due to the crystallization phenomenon takes a long time to heat storage in accordance with the phase change, which causes a decrease in the heat storage rate. In order to reduce the thermal resistance due to the crystallization phenomenon, it is possible to solve the problems by tightly arranging the heat pipes, but the cost is high.

캡슐형 방식의 축열조는 축열조 내에 열전달매체인 물과 캡슐화 또는 패킹 처리된 상변화 물질이 공존하는 구조로서, 축열조 내 캡슐 사이로 열전달매체가 흘러 상변화 물질로 열을 전달하는 방식이다. 상변화 물질의 캡슐 및 패킹의 크기 및 표면적, 재질에 따라 열전달율이 달라지지만 비교적 저렴하게 축열조의 설치가 가능하다. The capsule type thermal storage tank is a structure in which water as a heat transfer medium and a phase change material encapsulated or packed coexist in a thermal storage tank, and a heat transfer medium flows between the capsules in the thermal storage tank to transfer heat to the phase change material. The heat transfer rate varies depending on the size, surface area, and material of the capsule and packing of the phase change material, but it is possible to install the heat storage tank relatively inexpensively.

그러나 코일 방식과 같이 열전달매체의 흐름을 유도하는 유로 형성이 어렵기 때문에 균일한 열저장이 쉽지 않다.However, it is difficult to uniformly store heat because it is difficult to form a flow path for inducing a flow of a heat transfer medium like a coil system.

또한 캡슐형 방식의 축열조는 일정한 열전달 면적을 얻기 위하여 상당량의 용기를 필요로 하며, 이로 인해 열전달매체의 원활한 혼합 및 열교환 성능이 극대화되지 못하여 열전달 효율이 떨어져 축열 시간이 증대되는 문제가 있었다.In addition, the capsule-type heat storage tank requires a considerable amount of containers in order to obtain a constant heat transfer area. As a result, the heat transfer efficiency is not maximized and the heat transfer efficiency of the heat transfer medium is not maximized.

공개특허공보 제2009-0020348호(2009.02.26)Open Patent Publication No. 2009-0020348 (Feb.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 축열조 내부로 유입되는 열전달매체에 의해 축열저장부를 회전시켜 축열저장부 내에 저장되어 있는 축열재의 대류 현상을 촉진시킴으로써, 대류 열전달계수의 증대를 통해 열교환 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a heat transfer medium circulating heat storage medium by the heat transfer medium introduced into the heat storage tank, Which is capable of dramatically improving the heat exchange performance by increasing the convective heat transfer coefficient.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유체유입부를 통해 유입된 열전달매체가 축열조 내에 저장된 축열모듈부를 지나면서 열을 전달하고 유체유출부로 배출되도록 구성된 잠열 축열장치로서, 상기 축열모듈부는, 축열조 내에서 행과 열을 이루면서 서로 간격을 두고 배치되는 고정축부; 및, 상기 고정축부에 회전하면서 강제 대류로 상변화가 촉진되는 축열재가 저장되는 축열저장부를 포함하는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a latent heat storage unit configured to transfer heat to a fluid outlet portion through a heat storage module stored in a heat storage tank, the heat transfer medium being introduced through a fluid inlet portion, A fixed shaft portion arranged in rows and columns at an interval from each other; And a regenerative storage unit for storing a regenerant material that is rotated on the fixed shaft and accelerated by forced convection.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 축열저장부는, 원통 형상으로 이루어져 내부에 상기 축열재를 저장하는 몸체부; 상기 몸체부의 중심부에 상기 고정축부에 삽입 가능하도록 하는 축공; 및, 상기 몸체부의 외측 둘레면에 간격을 두고 이격되며 길이방향으로 길게 돌출 형성된 복수의 날개부;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the heat accumulating and storing unit includes: a body part having a cylindrical shape and storing the heat accumulating material therein; A shaft hole to be inserted into the fixed shaft portion at a central portion of the body portion; And a plurality of wings spaced apart from the outer circumferential surface of the body part and protruding in the longitudinal direction.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 고정축부는 축열조의 내부 공간에서 복층 구조를 이루게 된다.According to the embodiment of the present invention, the fixed shaft portion forms a multi-layer structure in the internal space of the heat storage tank.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 축열조는 하나의 고정축부에 하나의 축열저장부가 삽입되어 배치된다.According to an embodiment of the present invention, the heat storage tank is disposed with one heat storage portion inserted into one fixed shaft portion.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 축열조는 하나의 고정축부에 복수의 축열저장부가 삽입되어 배치된다.According to the embodiment of the present invention, the heat storage tank is disposed by inserting a plurality of heat storage portions into one fixed shaft portion.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 잠열 축열장치에 의하면, 축열조 내부로 유입되는 열전달매체에 의해 축열저장부를 회전시켜 축열저장부 내에 저장되어 있는 축열재의 대류 현상을 촉진시킴으로써, 대류 열전달계수의 증대를 통해 열교환 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the latent heat storage device of the present invention having the above-described structure, the convection heat of the heat storage material stored in the heat storage section is promoted by rotating the heat storage storage section by the heat transfer medium flowing into the heat storage tank, The heat exchange performance can be remarkably improved.

본 발명에 의하면, 축열저장부의 둘레면에 형성된 날개부에 의해 열전달 면적이 증가하게 되므로 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the heat transfer area is increased by the wing portion formed on the circumferential surface of the heat accumulation storage portion, the heat exchange performance can be improved.

본 발명에 의하면, 상기 축열조 내부에 유입되는 열전달매체가 축열저장부에 대한 회전 동력원이 되므로 추가 동력이 필요하지 않은 효과가 있다. According to the present invention, since the heat transfer medium flowing into the heat storage tank serves as a rotational power source for the heat storage and storage unit, there is an effect that no additional power is required.

본 발명에 의하면, 열전달매체에 의해 회전 가능한 축열저장부에 의해 축열 및 방열 공정에 대한 시간 단축을 수행할 수 있다. According to the present invention, it is possible to shorten the time for the heat storage and heat radiation process by the heat storage section rotatable by the heat transfer medium.

도 1은 본 발명에 따른 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축열저장부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 축열저장부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 회전이 없을 때의 축열 과정 상태에 있는 축열저장부의 내부 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 회전 시의 축열 과정 상태에 있는 축열저장부의 내부 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치의 축열저장부의 1열 설치상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치의 축열저장부의 2열 설치상태를 나타내는 사시도이다. 1 is an exemplary view showing a latent heat storage device equipped with a rotary heat storage device according to the present invention.
2 is a perspective view illustrating a heat storage unit according to the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a heat storage unit according to the present invention.
4 is an internal state view of a heat storage unit in a heat storage process state when there is no rotation according to the present invention.
5 is an internal state view of the heat storage unit in the heat storage process state during rotation according to the present invention.
6 is a perspective view showing a state in which the heat storage unit of the latent heat storage device provided with the rotary heat storage unit according to the present invention is installed in one row.
7 is a perspective view showing a state in which the heat storage unit of the latent heat storage device equipped with the rotary heat storage unit according to the present invention is installed in two rows.

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, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치는, 열전달매체인 유체의 유입을 가능하게 하는 유체유입부(110) 및 유체의 유출을 가능하게 하는 유체유출부(120)가 구비된 축열조(100)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the latent heat storage device provided with the rotary heat storage unit according to the present invention includes a fluid inlet 110 for allowing a fluid as a heat transfer medium to flow therein, and a fluid outlet And a heat storage tank (100) provided with a heat exchanger (120).

상기 유체유입부(110)를 통해 유입된 열전달매체는 축열조(100) 내부에 저장되어 있는 축열저장부(300)를 지나면서 열을 상기 축열저장부(300)에 전달하고 유체유출부(120)로 배출되도록 구성된다. The heat transfer medium flowing through the fluid inlet 110 passes through the heat storage unit 300 stored in the heat storage tank 100 and transfers heat to the heat storage unit 300, .

본 발명의 축열조(100)는 열전도성이 낮은 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 축열조(100)는 합성수지, 아크릴 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. The heat storage tank 100 of the present invention is preferably formed of a material having low thermal conductivity. For example, the thermal storage tank 100 may be formed of various materials such as synthetic resin, acrylic, and the like.

상기 유체유입부(110)는 히트펌프(미도시)와 같은 열저장수단으로부터 고온의 열전달매체가 유입되도록 축열조(100)의 일측에 형성된다. The fluid inlet 110 is formed at one side of the heat storage tank 100 so that a high-temperature heat transfer medium is introduced from a heat storage means such as a heat pump (not shown).

상기 유체유출부(120)는 상기 히트펌프로 저온의 열전달매체가 유출되도록 상기 축열조(100)의 일측에 형성된다. The fluid outlet 120 is formed at one side of the heat storage tank 100 so that the low temperature heat transfer medium flows out to the heat pump.

예컨대, 상기 유체유입부(110)와 유체유출부(120)는 상기 축열조(100)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.For example, the fluid inflow section 110 and the fluid outflow section 120 may be formed along the longitudinal direction of the thermal storage tank 100.

이때, 상기 유체유입부(110)는 상기 축열조(100)의 상부에 형성되고, 상기 유체유출부(120)는 상기 축열조(100)의 하부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 유체유입부(110)를 통해 고온의 열전달매체가 유입되므로 유체유입부(110)는 상기 축열조(100)의 상부에 배치되는 것이 바람직하고, 상기 유체유출부(120)를 통해 저온의 열전달매체가 유출되므로, 상기 유체유출부(120)는 상기 축열조(100)의 하부에 배치되는 것이 바람직하다.The fluid inlet 110 may be formed on the upper portion of the thermal storage tank 100 and the fluid outlet 120 may be formed on the lower portion of the thermal storage tank 100. That is, since the high-temperature heat transfer medium flows through the fluid inlet 110, the fluid inlet 110 is preferably disposed above the heat storage tank 100, and the low- It is preferable that the fluid outlet 120 is disposed below the heat storage tank 100 because the heat transfer medium flows out.

본 발명의 열전달매체는 액체 또는 스팀 등을 비롯한 일반적인 형태의 열에너지 수송 매체가 모두 적용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 열전달매체는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 잠열축열 장치의 축열조(100)를 통과하며, 축열재와 열교환할 수 있는 다양한 물질일 수 있다.The heat transfer medium of the present invention can be applied to all types of heat transfer media including liquid, steam, and the like. However, the heat transfer medium of the present invention is not limited thereto, and may be various materials that pass through the heat storage tank 100 of the latent heat storage device and exchange heat with the heat storage material.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치는, 상기 축열조(100)의 내부에 배치되는 축열모듈부(10)를 포함하되, 상기 축열모듈부(10)는 축열조(100) 내에서 행과 열을 이루면서 서로 간격을 두고 긴밀하게 배치되는 고정축부(200)와, 상기 고정축부(200)에 회전 가능하게 설치되며, 축열재가 저장되는 축열저장부(300)를 포함한다. As shown in the drawing, the latent heat storage device provided with the rotary heat storage unit according to the present invention includes a heat storage module unit 10 disposed inside the heat storage tank 100. The heat storage module unit 10 includes a heat storage tank And a heat storage unit 300 rotatably installed in the fixed shaft unit 200 and storing the heat storage material therein. The heat storage unit 300 includes a fixed shaft part 200 and a heat storage part 300, .

상기 축열저장부(300)의 내부에는 특정 온도범위에서 큰 축열밀도를 가지는 상변화 물질(Phase Change Material; PCM)인 축열재가 저장된다. In the heat storage unit 300, a heat storage material, which is a phase change material (PCM) having a large heat storage density in a specific temperature range, is stored.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 축열저장부(300)는 원통 형상으로 이루어져 내부 전체에 축열 과정 전의 고체(B)로 이루어진 축열재를 저장할 수 있는 가능한 몸체부(310)를 포함한다. 그리고 상기 몸체부(310)의 외측 둘레면에는 간격을 두고 이격되며 길이방향으로 길게 돌출 형성된 복수의 날개부(330)가 형성된다.As shown in FIG. 3, the heat storage unit 300 includes a cylindrical body 310 and a body 310 capable of storing a heat storage material made of a solid (B) before heat storage. A plurality of wings 330 spaced apart from each other and protruding in the longitudinal direction are formed on the outer peripheral surface of the body 310.

그리고 상기 몸체부(310)의 중심부에는 상기 고정축부(300)에 삽입 가능하게 축공(320)이 형성된다.A shaft hole 320 is formed at the center of the body part 310 so as to be inserted into the fixed shaft part 300.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 축열저장부(300)에는 유체유입부(110)로 유입된 열전달매체의 열이 전달되어 고체의 축열재가 액체 상태(A)로 상변화되는 축열 과정이 발생하게 된다. As shown in FIG. 4, a heat storage process is performed in which the heat of the heat transfer medium flowing into the fluid inlet 110 is transferred to the heat storage unit 300, and the solid storage material is phase-changed into the liquid state (A) do.

이와 동시에, 상기 축열저장부(300)는 상기 열전달매체의 자중 부하에 의해 날개부(330)가 저항을 받으면서 회전하게 된다. At the same time, the heat storage unit 300 rotates while receiving the resistance of the wing unit 330 due to self-weight load of the heat transfer medium.

이와 같이, 별도의 동력 없이 열전달매체가 흐르면서 열전달매체가 고정축부(200)를 중심으로 날개부(330)에 자중 부하를 부여하여 복수의 축열저장부(300)가 회전하게 될 경우 축열저장부(300) 내부의 축열재에 강제적으로 대류 현상이 발생하면서 고체의 축열재가 액체 상태(A)로 상변화되는 축열 과정이 촉진된다(도 5 참조).As the heat transfer medium flows through the heat transfer medium without any additional power, when the heat transfer medium imparts a self-weight load to the wing portion 330 around the fixed shaft portion 200 to rotate the plurality of heat storage portions 300, 300), a regeneration process in which the solid storage material is phase-changed into the liquid state (A) is accelerated (see FIG. 5).

이때, 상기 축열저장부(300)의 둘레면에 형성된 날개부(330)에 의해 열전달 면적이 증가하게 되므로 열교환 성능이 더욱 향상될 수 있다.At this time, the heat transfer area is increased by the wings 330 formed on the circumferential surface of the heat storage unit 300, so that the heat exchange performance can be further improved.

전술한 바와 같이, 도 3의 축열저장부(300)의 축열재는 축열 과정 전으로 전체가 고체 상태(B)인 것을 나타내고, 도 4의 축열저장부(300)의 축열재는 열전달매체의 열 전달에 의해 고체 상태의 축열재가 액체 상태(A)로 상변화하는 축열 과정을 나타내며, 도 5의 축열저장부(300)의 축열재는 축열저장부(300)의 회전으로 인한 강제 대류 현상이 발생하는 축열 과정을 나타낸다.As described above, the regenerated material of the regenerative storage unit 300 of FIG. 3 indicates that the entire regenerated material is in the solid state (B) before the regenerating process, and the regenerated material of the regenerated storage unit 300 of FIG. The heat storage material of the heat accumulation storage part 300 of FIG. 5 represents a heat accumulation process in which a regenerated material in a solid state is phase-changed into a liquid state A, and a regeneration process in which a forced convection phenomenon by rotation of the heat accumulation storage part 300 occurs .

한편, 상기 축열조(100)의 상방에 위치한 유체유입부(110)로 유입되는 열전달매체는 하방을 향해 내려오면서 축열조(100) 내에서 확산 현상이 발생하게 되므로, 축열조(100) 전체 내부 공간으로 열전달매체가 퍼지게 될 경우 축열저장부(300)에 대한 열전달매체의 다양한 접촉 경로가 확보되므로 축열저장부(300)의 축열재에 대해 열전달 면적을 증대시킬 수도 있다.The heat transfer medium flowing into the fluid inlet 110 located above the heat storage tank 100 is diffused downward in the heat storage tank 100. Therefore, When the medium is spread, various contact paths of the heat transfer medium with respect to the heat storage unit 300 are secured, so that the heat transfer area with respect to the heat storage material of the heat storage unit 300 can be increased.

따라서, 상기 열전달매체와 축열저장부(300)에 수용된 축열재의 양호한 열교환이 가능하게 되어 축열저장부(300)와 열전달매체간의 열교환 성능이 향상된다. Therefore, it is possible to perform good heat exchange between the heat transfer medium and the heat storage material accommodated in the heat storage unit 300, thereby improving the heat exchange performance between the heat storage unit 300 and the heat transfer medium.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 축열조(100)의 축열모듈부(10)에 구비되는 축열저장부(300)는 각각 고정축부(200)에 회전 가능하게 설치되며 축열조(100)의 내부 공간에서 복층 구조를 이룬다. 6 and 7, the heat storage unit 300 provided in the heat storage module unit 10 of the heat storage tank 100 is rotatably installed in the fixed shaft unit 200, It forms a multi-layered structure in space.

각각 복층구조로 이루어진 축열모듈부(10)를 측면에서 바라볼 때, 도 6에 도시한 바와 같이 하나의 고정축부(200)에 하나의 축열저장부(300)가 삽입되어 배치되는 구성으로 이루어지거나, 도 7에 도시한 바와 같이, 하나의 고정축부(200)에 복수의 축열저장부(300)가 삽입되어 배치될 수 있다.6, one heat accumulating storage unit 300 is inserted and disposed in one fixed shaft unit 200 when viewed from the side of the heat accumulating module unit 10 having a multi-layer structure , As shown in FIG. 7, a plurality of regenerative storage units 300 may be inserted and arranged in one fixed shaft unit 200.

도 7에 도시한 바와 같이, 하나의 고정축부(200)에 복수의 축열저장부(300)가 배치될 경우 축열 면적은 줄어들 수 있으나, 열전달 면적이 증가하므로 열교환 성능은 향상될 수 있다.As shown in FIG. 7, when a plurality of heat storage units 300 are disposed in one fixed shaft unit 200, the heat storage area can be reduced, but the heat exchange performance can be improved because the heat transfer area is increased.

한편, 상기 축열모듈부(10)는 복층 구조를 이루며, 축열조(100)의 크기와 형태에 따라 개수가 다양하게 변경될 수 있다. Meanwhile, the heat storage module unit 10 has a multi-layer structure, and the number may be varied according to the size and shape of the heat storage tank 100.

따라서, 본 발명은 축열저장부(300)가 고정축부(200)에 회전 가능하게 배치되고 서로 긴밀하면서 배치되는 복층 구조로 구성됨으로써, 축열조(100) 내부로 유입되는 열전달매체에 의해 축열저장부(300)가 회전하게 되고, 회전하는 축열저장부(300)에 의해 내부의 축열재가 강제적으로 대류가 일어나 대류 열전달계수가 증가하게 되므로 열전달 성능이 향상된다.Accordingly, the heat accumulating and storing unit 300 is rotatably disposed in the fixed shaft unit 200 and is disposed in a tightly-packed multi-layered structure. Thus, the heat accumulating unit 100 300 are rotated, and the heat storage material inside is forcibly convected by the rotating heat storage unit 300 and the convection heat transfer coefficient is increased, so that the heat transfer performance is improved.

또한, 본 발명에 의하면, 축열저장부(300)의 둘레면에 형성된 날개부(330)에 의해 열전달 면적이 증가하게 되므로 열교환 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the heat transfer area is increased by the wings 330 formed on the circumferential surface of the heat storage unit 300, the heat exchange performance can be further improved.

상기 축열조(100) 내부에 유입되는 열전달매체가 축열저장부(300)에 대한 회전 동력원이 되므로 추가 동력이 필요하지 않은 효과가 있다. Since the heat transfer medium flowing into the heat storage tank 100 serves as a rotational power source for the heat storage unit 300, no additional power is required.

그리고, 상기 열전달매체에 의해 회전 가능한 축열저장부(300)에 의해 축열 및 방열 공정에 대한 시간 단축을 수행할 수 있다. The heat storage medium 300 can be rotated by the heat transfer medium to shorten the time required for heat storage and heat radiation.

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 : 축열조 200 : 고정축부
300 : 축열저장부 310 : 몸체부
320 : 축공 330 : 날개부100: heat storage tank 200: fixed shaft portion
300: heat accumulation storage unit 310:
320: shaft hole 330: wing portion

Claims (5)

유체유입부를 통해 유입된 열전달매체가 축열조 내에 저장된 축열모듈부를 지나면서 열을 전달하고 유체유출부로 배출되도록 구성된 잠열 축열장치로서,
상기 축열모듈부는,
축열조 내에서 행과 열을 이루면서 서로 간격을 두고 배치되는 고정축부; 및,
상기 고정축부에 회전하면서 강제 대류로 상변화가 촉진되는 축열재가 저장되는 축열저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치.
A heat transfer medium flowing through a fluid inflow portion is passed through a heat storage module portion stored in a heat storage tank to transfer heat and to be discharged to a fluid outflow portion,
Wherein the heat storage module unit comprises:
A fixed shaft portion arranged in rows and columns in the heat storage tank and spaced apart from each other; And
And a regenerative storage unit for storing a regenerant material that accelerates a forced convection phase change while rotating on the fixed shaft part.
제1항에 있어서,
상기 축열저장부는,
원통 형상으로 이루어져 내부에 상기 축열재를 저장하는 몸체부;
상기 몸체부의 중심부에 상기 고정축부에 삽입 가능하도록 하는 축공; 및,
상기 몸체부의 외측 둘레면에 간격을 두고 이격되며 길이방향으로 길게 돌출 형성된 복수의 날개부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치.
The method according to claim 1,
The storage /
A body portion formed in a cylindrical shape and storing the heat storage material therein;
A shaft hole to be inserted into the fixed shaft portion at a central portion of the body portion; And
And a plurality of wings spaced apart from the outer circumferential surface of the body part and protruding in the longitudinal direction.
제1항에 있어서,
상기 고정축부는 축열조의 내부 공간에서 복층 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fixed shaft portion has a multi-layered structure in an internal space of the heat storage tank.
제1항에 있어서,
상기 축열조는 하나의 고정축부에 하나의 축열저장부가 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heat storage tank is disposed with one heat storage portion inserted into one fixed shaft portion.
제1항에 있어서,
상기 축열조는 하나의 고정축부에 복수의 축열저장부가 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 축열저장부가 구비된 잠열 축열장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat storage tank is disposed with a plurality of heat storage portions inserted into one fixed shaft portion.
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