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- 저자 : 노광두 ( Kyang-du Noh ) (검색결과 2 건)
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유기질 상변화 물질을 이용한 0.1Gcal급 열저장 시스템의 운전 특성
정법묵 ( Bup-mook Jeong ),박동규 ( Dong-kyoo Park ),구재회 ( Jae-hoi Gu ),노광두 ( Kyang-du Noh ),안중언 ( Jung-eon Ahn ),김동철 ( Dong-chul Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
과도한 화석연료 의존에 따른 지구온난화, 오존층 파괴, 환경오염 등의 문제가 범세계적 공동대처과제로 대두되고 있다. 국내의 경우 총 에너지소비의 약 26%가 증기, 온수, 배기가스 형태의 폐열로 버려지고 있으며, 이러한 형태의 저품질폐열을 회수 및 이용함으로써 화석에너지 대체 및 그에 따른 환경영향을 개선할 수 있다. 최근 저품질폐열을 활용하기 위한 방안으로 폐열에너지를 저장, 변환 및 이용하는 축열시스템 개발연구가 각광받고 있으며, 미국, 독일 및 일본을 중심으로 개발되어 적용되고 있다. 그에 반해 국내에서는 아직 연구단계에 그치고 있으며, 실용화되지 못하고 있는 실정이다. 폐열을 회수하여 저장하는 축열 시스템은 크게 현열을 이용하는 시스템과 잠열을 이용하는 시스템으로 구분할 수 있다. 축열 물질의 상변화를 통한 잠열을 이용할 경우 현열 효과에 비해 더 많은 열량을 저장할 수 있고 에너지밀도가 높다는 특징을 가진다. 이에 다량의 폐열이 발생하는 석유 플랜트 및 발전 플랜트 등 다양한 공정 폐열에 적용할 수 있다. 이와 더불어 상변화 현상을 이용할 경우 열의 저장 및 활용에 있어 온도변화가 없다는 특징을 가진다. 이러한 온도를 일정하게 유지할 수 있다는 특징은 대형 플랜트 외, 전자장비 및 기기의 발열 방지용 냉각 분야, 항온에 의한 쾌적성 유지를 위한 직물, 섬유, 의류 분양 등과 같은 다양한 범위에 걸쳐 적용될 수 있다. 본 연구에서는 핀튜브 타입의 48개의 Mudule이 설치된 PCM 저장장치를 이용해 실험하였다. PCM 물질은 유기계 상변화 물질을 선정하여 사용하였으며 선정물질의 상변화 온도는 68 ~ 71℃로 나타났다. 축열 및 방열을 위한 열전달 매체로 저압 스팀 및 공기를 각각의 공정에 직접 사용하였으며 각각의 운전조건에서 내부 온도분포, 축/방열량 그리고 열전달 시간 및 효율 등 유기질 상변화 물질의 축열 및 방열 특성에 대하여 고찰하였다. 3 kgf/㎠의 포화 수증기를 축열 매체로 공급하였으며, 1.23시간 동안 총 0.173 Gcal의 열량을 축열할 수 있었다. 이때 PCM 물질에 의한 축열량은 전체 열량의 60.5%인 0.105 Gcal로 나타났으며, 그 외 0.068 Gcal는 시스템을 구성하는 구조물의 현열효과로 나타났다. 공기를 직접 이용하여 방열 운전한 결과, 일정 공기 유량 335 ㎥/hr 조건에서 출구 공기 온도 50℃ 기준으로 대략 42시간 동안 3,119 kcal/hr의 속도로 방열되어 축열량의 75%에 해당하는 0.1298 Gcal를 방열할 수 있었다. 이와 같은 결과를 토대로 축열에 소요되는 시간을 줄이고 방열효율을 높일 수 있는 성능 최적화에 대한 추가적인 연구가 진행 중에 있다. 사사: 본 연구는 2018년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 과제니다. (No.20162010104620)
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저품위 스팀을 이용한 유기질 상변화 물질의 축열 및 방열 특성
김동주 ( Dong-ju Kim ),정법묵 ( Bup-mook Jeong ),박동규 ( Dong-kyoo Park ),구재회 ( Jae-hoi Gu ),노광두 ( Kyang-du Noh ),안중언 ( Jung-an Ahn ),김동철 ( Dong-chul Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
전 세계적으로 연료 및 발전단가의 상승으로 인해 미활용 산업 폐열의 이용기술에 대한 관심이 커지고 있다. 이와 함께 폐열회수 시장 역시 2017년에서 2021년까지 연평균 6.74%의 성장률로 성장할 전망이다. 하지만 발전소 및 산업체에서 발생되는 300℃ 이하 중ㆍ저온 폐열의 경우 기존 기술을 이용한 회수 및 활용에 경제성 및 수요처 부족의 한계가 있어 대부분 폐기되고 있는 실정이다. 국내 산업 폐기물 처리업체의 경우 발생되는 전체 폐열량의 이용율은 약 38% 수준에 그치고 있다. 이와 같이 대부분 폐기되는 저품위 폐열의 이용율을 높이기 위한 방안으로 유기랭킨 사이클 발전 및 열전발전 그리고 상변화 물질 또는 화학축열 기반의 열저장 시스템 개발 기술이 각광받고 있다. 상변화 물질 기반의 열저장 기술은 미국, 독일 및 일본을 중심으로 개발되어 적용되고 있으며 국내에서는 아직 실용화되지 못하고 있다. 본 연구에서는 Pin Tube 타입의 Single Module 축/방열 테스트 장치를 제작하여 내부 온도분포, 축/방열량 그리고 열전달 시간 및 효율 등 유기질 상변화 물질의 축열 및 방열 특성에 대하여 고찰하였다. 선정된 유기질 상변화 물질의 상변화 온도는 68~71℃로서 축열 및 방열을 위한 열전달 매체로 저압 스팀 및 공기를 각각의 공정에 직접 사용하였다. 스팀을 통한 축열의 경우 산업체에서 발생하는 대부분의 폐열이 스팀의 형태로 배출되고 있으며 별도의 열교환기 없이 배출되는 스팀을 직접 사용할 수 있어 폐열회수율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 0.5~3.0 kgf/cm2의 포화 수증기를 이용하였으며, 3.0 kgf/cm2 조건에서 대략 4,114 kcal의 열량을 90분 이내로 축열할 수 있었다. 공기를 직접 이용하는 방열운전의 경우, 별도의 열교환기 없이 고온의 공기를 생산할 수 있으며, 이를 통해 시스템 효율 개선에 도움이 될 것으로 판단된다. 방열운전 결과, 공기 출구 온도 50℃ 및 40℃ 기준으로 각각 축열양의 66% 및 76%의 열량을 354 및 295 kcal/hr의 속도로 7시간 이상 방열할 수 있었다. 사사: 본 연구는 2018년도 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 과제입니다(No.20162010104620).
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