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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최광환
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 부경대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
이 논문의 연구 히스토리 (13)
2017
2015
2014
복합형 태양열 가열기에서 열매체 단일운전에 따른 기기성능 평가
최휘웅
,
윤정인
,
손창효
외 1명
한국태양에너지학회 논문집
2014.12
학술저널
복합형 태양열 가열기를 이용한 액체 흡수제 재생 시스템의 실제 재생 운전에 따른 성능 평가
최휘웅
,
안병화
,
윤정인
외 2명
한국태양에너지학회 학술대회논문집
2014.11
학술대회자료
실측값을 이용한 복합형 태양열 가열기의 운전조건과 각 열매체 효율 관계에 관한 연구
최휘웅
,
윤정인
,
손창효
외 1명
한국태양에너지학회 학술대회논문집
2014.11
학술대회자료
복합형 태양열 시스템 열매체 운전방식에 따른 성능 연구
최휘웅
,
손창효
,
윤정인
외 1명
대한설비공학회 학술발표대회논문집
2014.06
학술대회자료
복합형 태양열 가열기 열매체 동시운전시의 열적 성능에 관한 실험적 연구
최휘웅
,
홍부표
,
김영복
외 3명
한국태양에너지학회 학술대회논문집
2014.03
학술대회자료
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본 연구에서는 온수제조 혹은 공기가열 둘 중 하나만 가능한 기존의 중저온형 평판형 집열기와 달리 온수제조와 공기가열 모두 가능한 복합형 태양열 가열기를 이용하여 집열기 성능에 대한 실증 실험을 수행하였고, 이를 통해 집열기 개발에 관한 기초자료 제공 및 개발 방향 제시 등을 통한 복합형 태양열 가열기 실용화 기여를 목적으로 하였다. 실험은 공기가열 혹은 온수제조만을 수행할 때의 집열기 성능을 각각 평가하여 기존의 시스템과 비교 및 개선사항을 검토하는 단일운전, 공기가열과 온수제조를 동시에 실시하여 공조 및 급탕 설비 적용 가능성 확인 및 집열기 성능 평가를 수행하는 동시운전으로 크게 2가지 경우에 대해 수행하였다.
실험결과 온수제조만을 실시한 경우 6l/min의 유량조건에서 변환상수는 기존 집열기와 유사한 값을 보였으나 손실계수는 액체 배관 아래에 공기채널 설치로 인하여 좀 더 큰 값을 보였다. 또한 기존 집열기와 동일 유량조건에서는 다소 낮은 성능을 보여 이후 손실계수 감소 및 저유량에서의 성능향상에 관한 연구의 필요성을 확인할 수 있었다. 공기가열 성능과 같은 경우 국외에서 연구된 여러 공기가열기의 성능과 비교해보았을 때 풍량 대비 다소 낮은 효율을 보임을 알 수 있었다. 이는 공기 유로 및 내부 설치 핀 등의 차이 때문이며 이러한 부분의 개선을 통해 집열기의 공기가열 성능 향상이 필요함을 확인할 수 있었다. 공기가열과 온수제조를 동시에 수행하는 열매체 동시운전의 경우, 실험 결과로부터 해당 집열기에서 공기가열, 온수제조가 모두 가능함을 확인할 수 있었다. 단일운전과 비교하였을 시에는 각각의 열매체 입출구 온도차는 감소하는 경향을 보였으나 높은 풍량으로 공기 측이 운전될 시 효율은 좀 더 나은 값을 보였다. 또한 기존 시스템은 온수제조가 진행됨에 따라 입구 액체 온도가 상승하여 집열기 손실이 증가하였으나 복합형 태양열 가열기는 유동 공기에서 손실열의 일부를 회수해가기 때문에 집열 효율 감소가 적어짐을 알 수 있다. 반면 이는 집열기 전체 효율의 증가이고, 액체 측이 비교적 고온영역에서 작동하게 되면 공기 측에서 열을 회수해가므로 축열시 온수제조만을 수행하는 경우보다 최종 도달온도가 낮은 값을 보일 수 있어 축열 성능에 대한 추가적인 검토가 필요함을 알 수 있었다.
이상의 결과를 토대로 복합형 태양열 가열기의 온수제조, 공기가열 성능의 개선 연구가 수행될 시 필요에 따라 온수제조와 공기가열을 모두 수행할 수 있는 집열기로서 사용될 수 있을 것으로 기대되며 연구에서 확인한 실용화 가능성을 토대로 이후 급탕 및 공조 설비 적용시의 운전 성능 확인, 경제성 평가 등에 대한 추가적인 연구가 수행될 시 기존의 중저온형 태양열 집열기를 대처할 수 있는 집열성능 및 이용도가 향상된 집열기로써의 역할을 수행할 것으로 기대된다.
실험결과 온수제조만을 실시한 경우 6l/min의 유량조건에서 변환상수는 기존 집열기와 유사한 값을 보였으나 손실계수는 액체 배관 아래에 공기채널 설치로 인하여 좀 더 큰 값을 보였다. 또한 기존 집열기와 동일 유량조건에서는 다소 낮은 성능을 보여 이후 손실계수 감소 및 저유량에서의 성능향상에 관한 연구의 필요성을 확인할 수 있었다. 공기가열 성능과 같은 경우 국외에서 연구된 여러 공기가열기의 성능과 비교해보았을 때 풍량 대비 다소 낮은 효율을 보임을 알 수 있었다. 이는 공기 유로 및 내부 설치 핀 등의 차이 때문이며 이러한 부분의 개선을 통해 집열기의 공기가열 성능 향상이 필요함을 확인할 수 있었다. 공기가열과 온수제조를 동시에 수행하는 열매체 동시운전의 경우, 실험 결과로부터 해당 집열기에서 공기가열, 온수제조가 모두 가능함을 확인할 수 있었다. 단일운전과 비교하였을 시에는 각각의 열매체 입출구 온도차는 감소하는 경향을 보였으나 높은 풍량으로 공기 측이 운전될 시 효율은 좀 더 나은 값을 보였다. 또한 기존 시스템은 온수제조가 진행됨에 따라 입구 액체 온도가 상승하여 집열기 손실이 증가하였으나 복합형 태양열 가열기는 유동 공기에서 손실열의 일부를 회수해가기 때문에 집열 효율 감소가 적어짐을 알 수 있다. 반면 이는 집열기 전체 효율의 증가이고, 액체 측이 비교적 고온영역에서 작동하게 되면 공기 측에서 열을 회수해가므로 축열시 온수제조만을 수행하는 경우보다 최종 도달온도가 낮은 값을 보일 수 있어 축열 성능에 대한 추가적인 검토가 필요함을 알 수 있었다.
이상의 결과를 토대로 복합형 태양열 가열기의 온수제조, 공기가열 성능의 개선 연구가 수행될 시 필요에 따라 온수제조와 공기가열을 모두 수행할 수 있는 집열기로서 사용될 수 있을 것으로 기대되며 연구에서 확인한 실용화 가능성을 토대로 이후 급탕 및 공조 설비 적용시의 운전 성능 확인, 경제성 평가 등에 대한 추가적인 연구가 수행될 시 기존의 중저온형 태양열 집열기를 대처할 수 있는 집열성능 및 이용도가 향상된 집열기로써의 역할을 수행할 것으로 기대된다.
목차
Contents요 약 IABSTRACT IIINOMENCLATURES VICHAPTER 1 INTRODUCTION 11.1 Research background 21.2 Research goal 41.3 Previous studies 6CHAPTER 2 BASIC THEORY 82.1 Technology of collecting solar thermal energy 82.1.1 Classification according to temperature range 82.2 Application of solar thermal energy 152.2.1 Passive solar thermal system 152.2.2 Active solar thermal system 182.3 Performance of a flat-plate solar collector 24CHAPTER 3 EXPERIMENTAL APPARATUS AND METHOD 303.1 Experimental apparatus 303.1.1 Hybrid solar air-water heater 303.1.2 Drives of heating medium 343.1.3 Measuring devices 353.2 Experimental method 363.2.1 Single operation 383.2.2 Simultaneous operation 40CHAPTER 4 RESULTS AND DISCUSSION 474.1 Single operation 474.1.1 Temperature 474.1.2 Heat gain 494.1.3 Thermal efficiency 514.1.4 Performance evaluation of daily operation 544.2 Simultaneous operation 564.2.1 Temperature 584.2.2 Heat gain 604.2.3 Thermal efficiency 624.2.4 Performance evaluation of daily operation 664.3 Collector performance with operating condition 684.3.1 Single operation 684.3.2 Simultaneous operation 72CHAPTER 5 CONCLUSIONS 87REFERENCE 92
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