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칼라
목차
제1장 서론 19
제1절 개요 19
제2절 열다이오드 21
제3절 Smart Module 23
제2장 관련 기술 및 연구현황 28
제1절 태양열 난방시스템 28
1. 설비형 시스템 28
2. 자연형 시스템 28
제2절 태양열 냉방 시스템 33
1. 설비형 시스템 34
2. 자연형 시스템 35
제3절 본 연구에서 사용된 시스템 36
제4절 열 저장 및 상변화 물질 36
1. 현열 저장 37
2. 잠열 저장 39
3. 본 연구에서 제안된 상변화 물질 39
제3장 Loop형 Smart Module 43
제1절 열다이오드 실측 실험 46
제2절 Proto-type 시스템 제작 51
1. 흡열판 제작 57
2. 흡열판 어셈블리 58
3. 연결 조인트 60
4. 후면 방열판의 제작 60
5. 방열판 전체 지지 어셈블리 61
6. 흡열 패널 조절 장치 65
제3절 Fluid Diode(유체 다이오드) 활용에 대한 모색 75
제4장 BAYONET형 열다이오드 76
제1절 개요 76
제2절 최적화 연구 80
제3절 냉각 효과 실험 82
제4절 다이오드의 제작 및 실험장치 83
제5절 Prototype에 대한 실증 실험 87
1. 기초 실험 87
2. 열의 흡수 및 소산 90
제6절 개량형 열다이오드(Smart Module)에 대한 실측 실험 94
제7절 Bayonet형 열다이오드개념을 적용한 Tubeless 집열시스템 97
제5장 Test Cell을 이용한 열다이오드의 실증 실험 106
제6장 Fluid Diode의 개념적용을 위한 기초연구 115
제1절 개요 115
제2절 Fluid Diode의 실험장치 제작 116
1. 유체 순환 회로 구성 117
2. 전체 구성 118
3. 유량 방향 전환 회로 119
4. 상부 공동 120
5. 상부 밸브 어셈블리 120
6. 하부 밸브 어셈블리와 하부 공동 121
7. 유량 공급 체계 122
제3절 실험 결과 및 고찰 125
제4절 이론적 해석 및 시뮬레이션 127
1. 운동방정식 127
2. 경계조건 130
3. 계산결과 132
제7장 공기를 매체로 하는 열다이오드식 집열시스템 연구 135
제1절 개요 135
제2절 연구 내용 135
제3절 이론 해석 137
1. 부력 137
2. 열전달 메카니즘 140
3. 유동 특성 140
제4절 실험적 해석 142
1. 실험적 상관식 142
2. 관련 무차원 인자 143
3. 기호설명 145
제5절 실측실험 147
1. 실험 장치 147
2. 측정 장치 149
3. 실험 방법 151
제6절 실험 결과 및 고찰 152
1. 천이 특성 152
2. 열속의 영향 154
3. 무차원 통로 깊이의 영향 157
4. 경사각의 영향 160
제7절 결론 165
제8장 결론 166
참고문헌 168
［Table 7-1］ Dimensions of thermal diode due to tilt angle 148
［Table 7-2］ Physical properties of materials 149
［Table 7-3］ Fitting equation due to Grashof number 156
［Table 7-4］ Fitting equation due to dimensionless channel depth 158
［Table 7-5］ Fitting equation due to inclined angle 161
［Fig. 1-1］ Bidirectional thermal diode("liquid fin)-vertical heat source and sink 21
［Fig. 1-2］ A schematic diagram of the energy-efficient Smart Module 24
［Fig. 1-3］ A rectangular closed-loop thermosyphon 24
［Fig. 1-4］ A conceptual design of the Loop type Smart Module 25
［Fig. 1-5］ A conceptual design of the Bayonet type Smart Module 26
［Fig. 1-6］ A conceptual design of the Roller Smart module 27
［Fig. 2-1］ Configuration of the Trombe wall 29
［Fig. 2-2］ Drum wall 30
［Fig. 2-3］ Attached sunspace 31
［Fig. 2-4］ Convective loop heating system 32
［Fig. 2-5］ A design with a wider range of change in heat capacity 38
［Fig. 2-6］ Mechanism for adjusting heat capacity 39
［Fig. 2-7］ Cooling curves of some PCMs(lard and margarine) 40
［Fig. 2-8］ Application of PCM for heat storage in Bayonet diodes 41
［Fig. 3-1］ Fluid filled rectangular loop thermal diode 43
［Fig. 3-2］ A bidirectional rectangular thermal diode design 45
［Fig. 3-3］ Experimental setup for the rectangular loop diode 46
［Fig. 3-4］ Temperature measurement positions for the rectangular loop diode 47
［Fig. 3-5］ Laboratory test results for the rectangular loop diode with 0.013m tube diameter 48
［Fig. 3-6］ Temperature variations of the rectangular loop diode with 0.025m tube diameter 50
［Fig. 3-7］ System configuration of the Loop type Smart Module 53
［Fig. 3-8］ Introduction of active elements for the Loop type Smart Module 55
［Fig. 3-9］ Absorber plate design 58
［Fig. 3-10］ Concept of absorber plate assembly 59
［Fig. 3-11］ Conceptual design of radiator plate assembly 61
［Fig. 3-12］ Control system design to actuate absorber panels 65
［Fig. 4-1］ Configuration and dimensions of diode manufactured 76
［Fig. 4-2］ A modified Bayonet type diode design(Smart Module) 78
［Fig. 4-3］ Module equipped with modified Bayonet diodes 79
［Fig. 4-4］ Temperature measurement positions and experimental setup for the prototype Bayonet diode test 87
［Fig. 4-5］ Laboratory test results for prototype Bayonet diode 88
［Fig. 4-6］ Setup of the test for the full scale Bayonet diode 91
［Fig. 4-7］ Heat absorption and dissipation of the Bayonet diode 92
［Fig. 4-8］ Test results for the modified Bayonet diode(Smart Module) with a completely or a partially opened valve 95
［Fig. 4-9］ Comparison of heating performance between the prototype and modified Bayonet diode(Smart Module) 96
［Fig. 4-10］ Schematic diagram of a Bayonet type solar water heater 98
［Fig. 4-11］ Comparison of heating performance between water and mixture(water + ethylene glycol) 100
［Fig. 4-12］ Solar water heater using air as heat transfer medium 101
［Fig. 4-13］ An air type solar water heater with heat pipes 102
［Fig. 5-1］ Dimensions of the test cell 106
［Fig. 5-2］ Temperature measurement positions for the outdoor test 107
［Fig. 5-3］ Results of the outdoor test(air temperatures) 108
［Fig. 5-4］ Results of the outdoor test(diode temperatures) 111
［Fig. 5-5］ A shielding design for daytime and nighttime radiation(blinds) 112
［Fig. 5-6］ A shielding design for daytime and nighttime radiation(reflective cover) 114
［Fig. 6-1］ Range of experimentation 115
［Fig. 6-2］ Conceptual drawing of fluid diode assembly 117
［Fig. 6-3］ Schematic diagram of the experimental apparatus 118
［Fig. 6-4］ Test results(0.5 inch) 125
［Fig. 6-5］ Test results(1.0 inch) 126
［Fig. 6-6］ Computational domain 129
［Fig. 6-7］ Flow under reverse bias(pressure-velocity ratio 1:20) 133
［Fig. 6-8］ Flow under forward bias(entering velocity v＝-1.0) 134
［Fig. 7-1］ Side view and components of thermal diode 136
［Fig. 7-2］ Schematic diagram of buoyancy force 138
［Fig. 7-3］ Heat transfer modes for the thermal diode under (a) forward bias (b) reverse bias 139
［Fig. 7-4］ Supposed flow pattern 141
［Fig. 7-5］ Layout of apparatus (top view) 147
［Fig. 7-6］ Position of thermocouple 150
［Fig. 7-7］ Definition of dimensionless channel depth d*(이미지참조) 151
［Fig. 7-8］ Variation of Nu and temp. during the transient process under α＝15° 153
［Fig. 7-9］ Variation of Nu and temp. during the transient process under α＝45° 153
［Fig. 7-10］ Variation of Nu due to modified Grashof number at α＝15° 154
［Fig. 7-11］ Variation of Nu due to modified Grashof number at α＝30° 155
［Fig. 7-12］ Variation of Nu due to modified Grashof number α＝45° 155
［Fig. 7-13］ Variation of Nu due to modified Grashof number at α＝60° 156
［Fig. 7-14］ Variation of Nu due to dimensionless channel depth at α＝15° 157
［Fig. 7-15］ Variation of Nu due to dimensionless channel depth at α＝30° 158
［Fig. 7-16］ Variation of Nu due to dimensionless channel depth at α＝45° 159
［Fig. 7-17］ Variation of Nu due to dimensionless channel depth at α＝60° 159
［Fig. 7-18］ Variation of Nu due to inclined angle at d* ＝ 0.3(이미지참조) 160
［Fig. 7-19］ Variation of Nu due to inclined angle at d* ＝ 0.5(이미지참조) 161
［Fig. 7-20］ Variation of Nu due to inclined angle at d* ＝ 0.7(이미지참조) 162
［Fig. 7-21］ Variation of Nu due to inclined angle at d* ＝ 1(이미지참조) 162
［Fig. 7-22］ Efficiency of thermal diode due to inclined angle and heat flux at d* ＝ 1(이미지참조) 163
［Fig. 7-23］ Efficiency of thermal diode due to inclined angle and heat flux at d* ＝ 0.3(이미지참조) 163
［Fig. 7-24］ Efficiency of thermal diode due to inclined angle and heat flux at d* ＝ 0.5(이미지참조) 164
［Fig. 7-25］ Efficiency of thermal diode due to inclined angle and heat flux at d* ＝ 0.7(이미지참조) 164
［Photo 3-1］ Loop type Smart Module(trial system) 63
［Photo 3-2］ Actuators 67
［Photo 3-3］ Control unit with photo diode. 69
［Photo 3-4］ Rotation of absorber panels 71
［Photo 3-5］ Absorber panels in position to block sunlight. 73
［Photo 4-1］ Bayonet type Smart module manufactured 85
［Photo 4-2］ Heating test of a solar water heater using air as heat transfer medium 103
［Photo 5-1］ Radiator panel (a view inside the test cell) 109
［Photo 6-1］ Fluid diode 118
［Photo 6-2］ Experimental apparatus of Fluid diode 119
［Photo 6-3］ Section view of the piping for the change of flow direction 120
［Photo 6-4］ Upper section of the assembly 121
［Photo 6-5］ Lower section of the assembly 122
［Photo 6-6］ Water storage 123
［Photo 6-7］ Water supply unit 123
［Photo 6-8］ Rotameter assembly 124
［Photo 6-9］ Fluid measurement and control 124
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