수축열 방식 설명

수축열 방식의 정의

수축열 방식은 물의 현열을 이용해 열을 저장하는 축열 방식이다.

밤에 만든 냉수나 온수를 축열조에 모아 두고 낮에 꺼내 쓴다.

축열재는 물이며, 0℃ 이상 온도 범위의 현열을 쓴다.

구성과 운전 흐름

심야에는 냉동기나 열펌프를 운전해 물을 식히거나 데운다.

그 열은 축열조에 저장되며, 온도성층 상태로 머문다.

주간에는 하부의 냉수를 공조기 쪽으로 보내 냉방에 쓴다.

디퓨저는 유입 흐름을 완만하게 하여 층이 섞이지 않게 한다.

축열량 계산

축열량 Q는 물의 질량 m, 비열 c, 온도차 Δt의 곱으로 구한다.

예로 Q가 1,000MJ이고 Δt가 10K이면 질량은 약 23,900kg이다.

물의 밀도를 1,000kg/㎥로 보면 체적은 약 23.9㎥가 된다.

설계 조건에 따라 값이 달라지므로 가정을 함께 적어야 한다.

축열조 방식 3가지 비교

수축열 방식은 찬물과 더운물을 나누는 수단에 따라 세 가지로 나뉜다.

온도성층형은 밀도차로 상하 온도층을 만들며, 단일 탱크와 디퓨저를 쓴다.

다중탱크형은 탱크를 여러 개 두고 배관과 밸브로 전환한다.

멤브레인형은 막으로 나누며, 막의 내구성과 이음부 밀봉이 중요하다.

장단점과 빙축열과의 차이

수축열의 장점은 냉동기 COP가 높고 일반 냉동기를 쓸 수 있다는 점이다.

물은 90℃ 정도까지 가열할 수 있어 난방과 급탕에도 쓸 수 있다.

단점은 축열조 부피가 빙축열의 수배에 이르고 반송 동력이 늘어난다.

빙축열은 잠열을, 수축열은 현열을 쓴다는 구분을 잊으면 안 된다.

시험 포인트와 정리

정리하면 수축열은 물의 현열을 이용해 열을 저장하는 방식이다.

온도성층을 유지하는 디퓨저 설계가 축열 성능을 결정한다.

축열량은 질량, 비열, 온도차의 곱으로 구하며 가정을 명시한다.

시험에서는 축열재 조건, 장단점, 축열조 용량 산정이 자주 나온다.

직접 풀어 보자. 수축열이 이용하는 열의 종류를 고른다.