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KIST、状態変化物質カプセルを利用した新たな冷暖房技術を開発

適正温度を維持する熱エネルギープラスビルディングに期待


KIST(韓国科学技術研究院、イ・ビョングォン院長)は同研究院のシン・ユファン博士チームが次世代冷暖房技術としてPCM(Phase Change Material、状態変化物質)カプセルを利用した熱輸送技術を開発したと1月29日に発表した。

PCMの代表的な物質はロウソクの材料であるパラフィンオイルである。パラフィンオイルは固体から液体に状態が変化する際に熱を吸収して貯蔵する。反対に固体へ変化する際には貯蔵された熱を放出する。本技術の核心は熱を吸収させたPCMを小さな楕円形の球形にカプセル化し配管により移動させるという点。

開発されたPCM新物質は固体から液体に状態変化する際に約50度の温度を維持する。この時に同じ温度のお湯よりも70倍以上の熱を貯蔵できる。したがってPCMカプセルを活用すれば従来は110度で輸送していた温水を50度で輸送することが可能になり結果的に温水輸送時の熱損失が減少し配管の安全性の問題が解決される。この物質は半永久的に使用が可能で環境的かつ経済的な長所も持つ。

KISTのシン・ユファン博士チームは2017年からPCM熱輸送技術の開発研究を進めている。研究チームは熱輸送の核心技術である固い球形の熱貯蔵容器を非常に小さい柔軟な楕円形のPCMカプセルの形に変えた。改善されたPCMカプセルは従来よりも熱伝達性能が5.5倍向上し、熱貯蔵時に所要される時間が50%短縮した。

研究チームはガソリンスタンドのように熱ステーションを分岐点別に作って温水を安定供給するアイデアを提示した。現在この技術を建築物の温度制御に活用する「熱エネルギープラスビルディング」に関する研究を進めている。

研究チームが開発中の熱エネルギープラスビルディングは適正温度を維持する建築物。夏に建物外壁の熱を壁面内部のPCMカプセルに貯蔵したのち、建物地下20mの地中に断熱保管する。冬になるとPCMカプセルに貯蔵された熱を取り出して建物の温度を挙げる。反対に冬には冷気を貯蔵して夏に冷房用に使用するというもの。

KIST国家基盤技術研究本部は今後3年間本技術を重点的に研究して2025年に民間に普及することを目標にしている。本研究は韓国科学技術情報通信省の支援で行われた。研究結果はエネルギー分野の国際学術誌『Energy Conversion and Management』に掲載された。





[2019-02-12]

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