| 초록 |
환경의 오염과 에너지의 문제는 인류에게 점차적으로 다가오는 일이다. 화석에너지가고갈될 날이 점차 다가오고, 아직까지 확실한 대체에너지를 찾아서 활용하는 상황도 아니므로, 에너지 문제에 대해 인류가 해결해야 할 방법은 확실한 대체에너지의 개발과 현재 사용하는 에너지의 절약으로 다가올 에너지 자원고갈 시기를 늦추는 것이다. 이 연구는 에너지의 절약의 한 방법인 화학열펌프의 이용에 대한 것이다. 국내 산업계에서 사용되는 에너지총량의 약 2/3 정도가 유용에너지로 재활용되지 못한 채 손실되거나, 자연계에 폐기되고 있으며 만일 이들 폐기 에너지의 약 10%만 활용할 수 있다면 우리나라 총에너지의 약 3%를절약하는 효과를 기대할 수 있다. 산업체의 에너지 절감을 위해서는 배출되는 폐열의 회수활용이 중요하며, 효율적인 폐열활용을 위해서는 단순 열교환방법보다는 열펌프를 이용하여공정에 필요한 온도까지 승온시켜 직접 사용하는 것이 필요하다. 또한 오존층 파괴의 주범인 프레온 계열의 냉매 사용이 몬트리올 협정에 의하여 점차 금지되고 있으므로 새로운 대체 냉매의 개발이 시급한 실정이다. 화학열펌프는 기계식 열펌프에서 사용하는 압축기가 없으며 1차 연료(화석연료, 폐열 등)를 직접 이용하기 때문에 효율이 높음은 물론 장치면에서움직이는 부분이 없어 수명이 길고 고온에서 사용이 가능할 뿐만 아니라 소음공해가 없는장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 화학열펌프의 핵심인 반응블럭의 염의 함침 밀도 변화에 따른 성능 개선을 실험을 통하여 비교해 보았다. 산처리후 팽창시킨 흑연에 금속염을 함침시킨 반응블럭과 암모니아와의 반응을 여러가지 Model을 사용하여 Modeling하였다. 또한이들을 서로 비교분석하여 Reaction Mechanism의 정확한 이해와 열전달, 물질전달 특성,그리고 반응블럭의 성능예측, 용도에 맞는 최적 반응블럭의 제조를 위한 하나의 지표를 만들어 보고자 하였다. 또한 본 연구에서는 반응블럭을 반지름 방향으로 겉보기밀도가 증가하도록 제작하여 열전도도가 반지름에 따라 증가하도록 하였다. 이와같은 방법으로 제조한 반응블럭을 이용하여 열 및 물질전달, 반응특성, 그리고 기존의 반응블럭과의 반응특성을 비교하였다.
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