충전층 축열시스템의 성능 특성 (Performance Characteristics of Packed-bed Thermal Storage Systems)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 4호 / 172 ~ 182페이지
· 저자명 : 김동선

초록

주기적 입구조건과 주변으로의 열손실을 고려한 충전층의 1차원 과도 에너지 보존 방정식의 일반해를 기초로 충전층 축열조의 해석모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 해석모델은 잘 알려진 기존 연구 결과와의 비교를 통해 열손실이 충전층의 온도분포에 미치는 영향을 정확히 기술함을 확인하였고 실제 문제에 적용하여 그 활용 가능성을 논의하였다. 공개된 자갈 충전층 실험 결과를 본 해석모델로 해석한 결과 크기가 30-60 mm, 20-30 mm, 15-20 mm인 세 가지 자갈층의 를 각각 15.6, 23.5, 29.6으로 추정하여 자갈의 표면적과 열전달계수가 자갈의 크기에 반비례함을 확인하였고 자갈의 종류가 열손실계수에 미치는 영향은 무시할 수 있을 정도로 작음을 확인하였다. 또한 공개된 온실의 실측 데이터를 입구조건으로 고려하여 전면유속과 길이가 충전층 축열조의 성능에 미치는 영향을 예측하였으며 축열재의 종류와 관계없이 가 0.47인 조건에서 난방능력이 최대가 됨을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 단순하면서도 유연성이 뛰어나 충전층 축열조의 설계와 평가에 유용할 것으로 생각된다.

영어초록

An analytical model is presented, for packed-bed thermal storage systems. The model is based on a mathematical solution for packed-bed storage systems, subject to arbitrary periodic inlet temperature conditions and heat loss to ambient. The model is validated via comparison with well-known theoretical and experimental data in the literature. It is also demonstrated that the model can be used to analyze the experimental results, and to predict the performance of packed beds in general. The model is simple and flexible, so that it can facilitate design and analysis of the packed-bed systems, subjected to various boundary conditions in the field.

참고자료

· 없음