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열사이클을 적용한 고온 조건 콘크리트 블록의 열용량 특성
Thermal Energy Capacity of Concrete Blocks Subjected to High-Temperature Thermal Cycling 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.8 no.4, 2020년, pp.571 - 580  

양인환 (군산대학교 토목공학과) ,  박지훈 (군산대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 열에너지 저장시스템의 중요한 요소인 저장 매체에 관한 연구를 수행하였다. 열에너지 저장 매체로써 콘크리트는 열적 및 역학적 특성이 우수하며 저렴한 비용으로 인해 다양한 이점을 갖는다. 또한, 강섬유가 혼입된 초고강도 콘크리트는 고인성 및 고강도 특성으로 인해 고온 노출에 우수한 내구성을 나타내며, 강섬유의 높은 열전도율은 축열 및 방열에 유리한 영향을 미친다. 초고강도 콘크리트의 온도분포 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 블록을 제작하고 일정한 열사이클을 적용하여 가열실험을 수행하였다. 열유체 흐름에 의한 열전달을 위하여 열전달 파이프를 콘크리트 블록 중심부에 매립하였다. 또한, 열전달 파이프 형상에 따른 온도분포 특성을 비교하기 위하여 핀의 유무에 따라 원형 파이프 및 종방향 핀 부착 파이프를 설정하였다. 열사이클에 따른 온도분포 특성을 분석하고, 이를 토대로 시간에 따른 열에너지 및 누적 열에너지를 산정하여 비교 분석하였다. 열사이클이 반복될수록 강섬유 혼입 초고강도 콘크리트는 고온에 대하여 안정화를 나타내었다. 또한, 온도분포 및 열에너지 산정 결과를 통해 축열 성능을 보유한 것으로 판단되며, 열에너지 저장 매체 역할을 수행할 수 있는 재료로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, an experimental study on storage media for thermal energy storage system was conducted. For thermal energy storage medium, concrete has excellent thermal and mechanical properties and also has various advantages due to its low cost. In addition, the ultra-high strength concrete reinfo...

주제어

표/그림 (17)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 열전달 파이프를 중심으로 열전달은 등방성을 나타내며 목표 열용량에 따라 축열 블록 크기와 열전달 파이프 개수가 결정된다. 따라서, 단면 내 등방성 열전달 특성을 고려하여 한 개의 열전달 파이프를 갖는 콘크리트 축열 블록을 제작하여 온도분포 특성을 분석하고자 하였다. 가로×세로×길이가 각각 100×100×800mm의 크기를 갖는 블록을 제작하였으며, 콘크리트 블록 중심을 관통하는 열전달 파이프를 매립하여 열에너지 전달을 수행할 수 있도록 제작하였다(Fig.
  • 따라서, 본 연구에서는 열에너지 저장 시스템 개발에서 중요한 요소로 작용하는 열에너지 저장 매체를 콘크리트로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 특히, 강섬유 보강 초고강도 콘크리트는 고인성과 높은 압축강도를 보유함으로써 고온 노출 시, 내구성이 우수하고, 높은 열전도율을 나타냄으로써, 축열 및 방열 관점의 열교환에 용이성을 가진다.
  • 본 연구에서는 열에너지 저장시스템에서 중요한 요소로 작용하는 저장 매체 개발에 관한 연구를 수행하였다. 콘크리트를 저장매체로써 활용한 가열실험을 수행하여 온도분포 및 열에너지에대하여 분석하였으며, 주요 결론은 다음과 같다.
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참고문헌 (10)

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