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인류가 사용하는 주요 에너지원인 화석연료는 유한한 자원으로 에너지 자원 고갈에 대한 위기감으로 인해 에너지 절약을 위한 노력이 그 어느 때보다 심화되고 있다. 에너지 절약 연구 분야의 하나인 단열재는 주위 온도보다 높거나 낮은 온도 레벨에 있는 배관이나 각종 기기의 표면으로부터 열손실 또는 열취득을 차단하여 궁극적으로 에너지 이용합리화를 추구한다. 단열재에 대한 연구는 단열재의 유해성 및 ...

인류가 사용하는 주요 에너지원인 화석연료는 유한한 자원으로 에너지 자원 고갈에 대한 위기감으로 인해 에너지 절약을 위한 노력이 그 어느 때보다 심화되고 있다. 에너지 절약 연구 분야의 하나인 단열재는 주위 온도보다 높거나 낮은 온도 레벨에 있는 배관이나 각종 기기의 표면으로부터 열손실 또는 열취득을 차단하여 궁극적으로 에너지 이용합리화를 추구한다. 단열재에 대한 연구는 단열재의 유해성 및 폐기물 처리 문제 등을 개선하는 방향과 열이 전달되는 방식으로 전도만을 고려하지 않고 대류 및 복사 등도 함께 고려한 단열재에 대해서 진행되고 있다. 전도, 대류 및 복사도 함께 고려하는 단열재로 적층 단열재는 초전도마그넷 및 초전도 전력 케이블 등과 같은 초전도 응용기기의 냉각 및 LNG 저장탱크 등 저온 영역에서만 사용되고 있어 추가적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 적층 단열재의 한계를 넓히기 위해 여러 종류의 자재를 사용한 새로운 개념의 복합 다층 단열재(CMI)를 제안하고, 복합 다층 단열재의 소재와 적층 구조에 대한 실험을 진행하여 온도에 따른 열전달 경향 및 1차원 열저항 해석을 수행하였다. 그 결과 상온 영역에서는 알루미늄 증착 필름을 구성 소재로 사용한 복합 다층 단열재의 성능이 가장 뛰어난 것을 확인하였다. 소재의 적층 구성에 따른 비교에서는 전도 감소층을 추가한 경우가 복사 차폐층을 추가한 경우보다 더 좋은 단열성능을 가지는 것으로 나타났다. 온도 영역 비교에 따른 실험 결과에서는 동일한 수의 전도 감소층과 복사 차폐층을 사용하더라도 그 배열 순서가 달라지면 단열 성능이 달라지는 것을 확인하였다. 마지막으로 1차원 열저항법을 이용하여 실험값과 예측값을 비교한 결과 실험 온도 20 ℃ 및 70 ℃에서는 실험값 대비 예측값의 비율이 65%∼137%의 값을 가져 복합 다층 단열재의 성능 예측이 가능함을 확인하였다. 위와 같은 연구를 통하여 새로이 제시한 복합 다층 단열재가 저온 영역에서만 사용되던 기존 적층 단열재의 한계를 벗어나 다양한 온도 범위에서 사용 가능한 단열재임을 확인하였고, 기존 단열재와 비교할 때 두께가 얇으면서 동일한 단열 성능 기술을 가진 단열재임을 확인하였다.