KITECH 생산기술 전문지

본 기술은 산업공정에서 발생하는 폐열을 효율적으로 회수하고 에너지로 재활용하기 위한 PCM(Phase Change Material, 상변화물질) 적용 판형 열교환기에 관한 것이다. 열교환기 내부에 PCM을 직접 충진하여 열교환과 동시에 축열이 가능한 구조를 구현함으로써, 폐열의 시간적 변동성을 극복하고 필요 시 저장된 열을 재방출할 수 있는 고효율 열관리 시스템을 제시한다. 기존의 다관형 및 판형 열교환기가 가지는 복잡한 구조, 열손실, 유동 불균형 등의 문제를 개선하였으며, 고온·저온 유체와 PCM 간의 삼중 열교환 구조를 통해 다중 유체 간 열전달을 실현하였다. PCM부는 파라핀계·염화물계·무기수화염계 물질로 구성될 수 있으며, 작동 온도 범위는 40~120℃로 PCM 종류를 변화시켜 조절이 가능하다. 기존 대비 열교환 효율과 축열량이 향상된 복합형 열교환기로서, 산업폐열 회수, 히트펌프, 공조 시스템, 냉난방 통합 시스템 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이를 통해 에너지 절감, 장치 소형화, 유지보수 용이성, 탄소배출 저감 등 산업적·환경적 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

키워드 상변화물질, PCM, 잠열, 열에너지 저장, 열교환기