바닥복사난방시스템에서 PCM 융해온도별 챔버 실험

Abstract

본 연구는 공동주택 바닥 복사난방시스템에 PCM을 적용하기 위해 44℃, 35℃, 28℃의 PCM 융해온도별 챔버 실험을 진행하였으며, 결과는 다음과 같다. 첫째, 실내 온도의 경우, 보일러 가동 시 최고온도까지 도달되는 데 걸리는 시간은 PCM을 적용하지 않은 경우에 비해 PCM을 적용 시 3~17분 길게 나타났다. 이는 증가된 시간만큼 PCM에 열을 저장하기 때문인 것으로 판단된다. 그에 비해 PCM 적용시 보일러 정지 후 최저온도 도달시간은 최고온도 도달 시간보다 43~167분 길게 나타나, 축열된 열의 방출로 인해 온도 유지시간이 길어지고 있었다. 이 때, 35℃ PCM을 적용한 경우 온도 유지시간이 가장 긴 것으로 나타났다. 둘째, 바닥 표면온도의 최고온도 도달시간은 PCM을 적용하지 않은 경우보다 44℃, 35℃ PCM을 적용한 경우 20~38분 길게 나타났다. 그러나 28℃ PCM은 9분 더 짧게 나타났다. 최저온도 도달 시간은 PCM을 적용했을 때, 그렇지 않은 경우 대비 59~146분 길게 나타났다. 또한 유지시간은 실내 온도와 마찬가지로 35℃ PCM 적용시 가장 긴 것으로 나타났다. 이에 따라, 본 실험을 통해 PCM 적용 시 축열 성능에 의해 실내 온도, 바닥 표면 온도의 유지시간 증가를 확인하였으며, 35℃ PCM 적용 시 유지시간이 가장 긴 것으로 나타났다. 향후 연구에서는 챔버실험을 바탕으로 Mock-up 실험실을 구축하여 주거환경에 적용한 장기 측정을 수행할 계획이다.

This study conducted a comparative experiment of PCM melting temperature using a chamber for the purpose of providing basic data, to apply PCM to an underfloor radiant heating system. The underfloor radiant heating system in the chamber applied the standard floor structure of the apartment building, and the changes in indoor temperature and floor surface temperature were compared when none-PCM, 44℃, 35℃, and 28℃ PCM were applied to the lower part of the heating pipe. As a result of the experiment, the time required to reach the maximum temperature after operating the boiler at the indoor air temperature, was the fastest when PCM was not applied. And in the case of the floor surface temperature, the time to reach the maximum temperature was the fastest at 28℃ PCM. However, the time to reach the minimum temperature after the boiler stop, that is, the time to maintain heat, was the longest for indoor as well as floor surface temperatures, when 35℃ PCM was applied.