열저장 시스템
시스템 개요
열저장 시스템 저장 설비시스템은 열에너지를 저장하였다가 공급하는 시스템으로써, 열에너지의 공급과 수요사이에 나타날 수 있는 시간적 또는 양적 격차를 해소하는 역할을 수행함. 축열시스템은 저장되는 열의 온도에 따라 저온, 중온, 고온 열저장으로 분류될 수 있으며, 열저장 기간에 따라 단기, 장기 열저장으로도 구분할 수 있음. 그러나 열저장 방법을 분류하는 가장 일반적인 방법은 저장하는 열에너지의 형태에 따라 현열축열, 잠열축열, 그리고 화학축열로 구분하는 방법임.
시스템 구성도
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축열시스템의 개요
축열의 활용방법에는 축열조 방식, 태양열 방식, 집단에너지 같은 방법이 사용되어 지고 있음. 축열조란 고온수와 저온수의 밀도차를 이용하여 서로 혼합되지 않고 온도의 성층화를 유지하며, 열 손실이 최소화되도록 제작 설치된 저장탱크를 말함.
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축열조는 지역냉난방 공급수와 환수 사이에 상하 유동이나 와류가 발생하지 않도록 밀도차에 의해 고온수와 저온수의 경계층이 형성되고 경계층은 물의 열전도율에 의한 두께만큼 형성되면서 성층화 됨. -
축열기 (Accumulator)
용기 내에 있는 포화수를 보다 저압의 공간으로 방출하면 포화수가 증발하여 증기로 됨. 이 현상을 자기증발이라 함. 역으로 어떤 압력 하에 있는 용기 내에 있는 포화수중에 증기를 주입하면 용기내의 압력이 증가하고, 증기의 일부가 복수되어 물로 되며, 이때에 발생하는 응축잠열에 의해서 용기 내부에 있는 물은 가열되어서 온도와 수위가 상승함. 이 현상을 이용한 저장용기 (축열장치)가 스팀 어큐뮬레이터임.
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빙축열
냉방부하로 인한 최대전력의 상승으로 야기되는 문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로 하절기 주간 피크부하의 일부를 야간에 냉동기를 가동하여 축냉하였다가 주간에 사용하는 방식임. 주간에는 비교적 높은 온도의 브라인이 축열조를 순환하여 저온이 된 후 판형 열교환기에서 냉수와 열교환하여 열을 흡열한 후 다시 축열조에서 열을 방열하여 온도를 낮게 유지하는 설비임.
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수축열식 수평형 지열히트펌프 시스템
축열조에 저장되어 있는 열저장재의 현열변화를 이용하는 방식으로, 축열재로는 체적열용량과 비열이 크고, 부식성, 수명, 가격등 모든 면에서 우수한 물이 일반적으로 쓰이고 있음. 수축열방식의 경우 축열온도가 0℃ 이상이므로 타 방식에 비해 높은 냉동기 COP를 갖고, 저온냉동기가 아닌 일반냉동기를 사용하므로 초기 투자비가 저렴함. 또 물을 90℃정도까지 높일 수 있으므로 겨울철에는 난방으로도 이용 가능함. 그러나 수축열방식은 빙축열방식과 비교해 설치 부피가 커지는 단점이 있음. 수축열방식의 경우 냉동기의 COP를 높이고, 부하측 효율을 높일 수 있도록 온도성층화를 극대화 시키는 것이 중요함.
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태양열 축열 시스템
태양열 냉난방 시스템이란 하절기 등에 버려진 태양열원을 이용하여 거주 공간을 냉방 또는 난방시키는 시스템으로서 크게 집열부, 축열부, 이용부를 포함하며 이들 구성부의 열전달 방식에 따라 설비형(active) 시스템, 자연형(passive) 시스템, 하이브리드(hybrid) 시스템 등으로 구분됨.
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