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계절 간 흡착 열저장 기술 원문보기

설비저널 = The magazine of the Society of Air-conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, v.45 no.9, 2016년, pp.32 - 37  

이재선 (울산과학기술원)

초록이 없습니다.

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제안 방법

  • 고체상의 흡착제 표면에서 발생하는 결합에너지의 생성 및 해리 과정의 반응열을 열저장에 이용하는 기술은 특별히 흡착 열저장으로 분류되어야 하며, 본 원고에서는 다루는 내용은 이에 한정 하기로 한다. 다시 이러한 흡착 열저장은 흡착제(adsorbent)의 표면 상에서 기체 상 또는 증기 상의 흡착기제(adsorbate)가 분자간력(Van der Waalsforce)에 의해 결합되는 물리 흡착(Physi-sorption)과 결합력이 원자가력(Valency force)에 의해 결합되는 화학 흡착(Chemi-sorption)으로 분류된다.
  • 이는 사용된 태양열 집열기의 온도 상승이 충분치 않아 결과적으로 탈착 반응이 충분히 일어나지 않은 것으로 결론지어진다. 실리카겔 대신 대체 저장 매체(SWS-1L, 미츠비시 FAM-Z02 등)의 적용을 제안한다.

대상 데이터

  • 최대 출력 135 kW의 열원을 14시간 동안 1300 kWh 열량으로 학교 건물에 공급한다. 제올라이트 13x를 흡착제로 사용했으며, 뮌헨의 지역난방 라인에 직접 연결되어 적용된다(그림 6).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Sorption 열저장이란? 화학반응의 일종인 흡착(adsorption) 또는 흡수(absorption)를 통칭하는 Sorption 열저장은 여러 화학 열저장의 한 가지 방법이며, 통칭 Sorption Storage 기술로 불린다. 화학 열저장이라는 단어의 정의 자체는 매우 포괄적이며, 그림 1에 그 분류가 제시되어 있다.
태양열의 사용의 문제점은? 화석연료 사용의 규제 및 에너지 단가 상승으로 인한 신재생 열원 및 폐열원의 활용이 관심을 받는 시점에서, 열원의 공급 및 수요 간 발생하는 공간과 시간 상의 괴리는 축열시스템의 필요성을 절대적으로 요구하게 한다. 태양열의 사용은 신재생 열원의 사용분야에 있어서 가장 유망한 후보군 중의 하나이나, 기술적, 경제적인 문제에 있어서의 제약으로 시스템의 실용화와 대형화에 있어 큰 도전에 직면하고 있다. 태양열을 비롯한 신재생 열원의 공급은 공급이 지속적으로 발생하는 시점에 있어서도 안정성 면에서 만족스럽지 않다는 어려움이 있다.
흡착 반응을 이용한 열저장 시스템 관련 연구 및 개발의 예시는? ●HYDES(High energy density sorption heat storage) : 태양열 에너지를 이용한 난방 시스템, 1998 ~2001년, European Commission 및 오스트리아 정부 스폰서에 의해 수행된다.5) 태양열 집열기로부터의 열원을 이용 20.4 ㎡ 공간의 난방 및 온수 공급을 위한 시스템 개발을 수행한다. 실리 카겔을 이용한 물리 흡착 반응을 이용한 것으로 150 kWh/㎥의 저장 밀도를 구현한다. ●MODESTORE(Modular high energy density heat storage) : HYDES 프로젝트의 결과를 기반으로 2003~2006년 수행, European Commission 및 오스트리아 정부 스폰서.6) 실리카겔 및 수증기를 이용한 물리 흡착을 마찬가지로 이용하는 시스템이며, 반응기 및 열교환기 등을 한 개의 블록으로 설계하는 시도를 하였다. 그러나, 상대적으로 저장 밀도는 HYDES의 경우보다 감소하여 50 kWh/㎥ 정도의 저장 밀도를 보여준다. 이는 사용된 태양열 집열기의 온도 상승이 충분치 않아 결과적으로 탈착 반응이 충분히 일어나지 않은 것으로 결론지어진다. 실리카겔 대신 대체 저장 매체 (SWS-1L, 미츠비시 FAM-Z02 등)의 적용을 제안한다. ●IEA Task 32 : ‘advanced storage concepts for solar and low energy buildings’, 2003~2007년 수행, 개념별 및 기관별 흡착, 흡수 및 화학 열저장 세부 과제를 수행한다.7) 
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