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ABSTRACT
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칼라
목차
제1장 서론 21
제1절 개요 21
제2절 열다이오드 23
제3절 Smart Module 26
제2장 관련 기술 및 연구현황 31
제1절 태양열 난방시스템 31
1. 설비형 시스템 31
2. 자연형 시스템 33
제2절 태양열 냉방 시스템 39
1. 설비형 시스템 40
2. 자연형 시스템 42
제3절 본 연구에서 사용된 시스템 44
제4절 열 저장 및 상변화 물질 44
1. 현열 저장 45
2. 잠열 저장 47
3. 본 연구에서 제안된 상변화 물질 47
제3장 Loop형 Smart Module 50
제1절 개요 50
제2절 Proto-type 시스템 제작 55
1. 집열부 제작 58
가. 흡열 패널 제작 59
나. 집열부 몸체 제작 63
2. 방열부 제작 69
3. 연결 조인트 75
4. 전체 지지 어셈블리 77
5. 시스템 패널 조절 장치 78
제3절 축열식 열다이오드 실측 실험[원문불량;p.85] 81
제4장 BAYONET형 열다이오드 91
제1절 개요 91
제2절 최적화 연구 95
제3절 냉각 효과 실험 99
제4절 다이오드의 제작 및 실험장치 100
1. 다이오드 제작 100
2. 옥내 실험 103
제5절 열다이오드 개념을 조합 적용한 태양열 이용 시스템 107
제5장 Test Cell을 이용한 열다이오드의 실증 실험 110
제6장 공기를 매체로 하는 열다이오드식 집열시스템 연구 124
제1절 개요 124
제2절 연구 내용 125
제3절 관련 이론 127
1. 열다이오드의 열전달 특성 127
2. 열다이오드의 단열성능 129
3. 열다이오드의 열성능 관계식 132
4. 관련 무차원 변수 133
제4절 실험 136
1. 실험장치 136
2. 측정 장치 141
3. 실험 방법 141
제5절 실험 결과 및 고찰 143
1. 집·방열부의 온도분포 143
2. 열다이오드의 단열도 150
3. 열다이오드의 정·역방향에 대한 열성능 154
제6절 수치 해석 158
1. 이론해석 158
2. 수치해석 결과[원문불량;p.168] 163
3. 기호설명 171
제7절 결론 173
제7장 결론 175
참고문헌 178
부록 (1997 ISES 산업 전시회 참가) 187
(Fig. 1-1) Bidirectional thermal diode("liquid fin)-vertical heat source and sink 24
(Fig. 1-2) A schematic diagram of the energy-efficient Smart Module 26
(Fig. 1-4) A conceptual design of the Loop type Smart Module 28
(Fig. 1-5) A conceptual design of the Bayonet type Smart Module 29
(Fig. 1-6) A conceptual design of the Loop type module with blinds 30
(Fig. 2-1) A residence with an active solar system 33
(Fig. 2-2) Configuration of the Trombe wall 35
(Fig. 2-3) Drum wall 36
(Fig. 2-4) Attached sunspace 37
(Fig. 2-5) Convective loop heating system 38
(Fig. 2-6) A solar collector capable of providing hot water for absorption cycles 40
(Fig. 2-7) A solar absorption cooling system 42
(Fig. 2-8) A design with a wider range of change in heat capacity 46
(Fig. 2-9) Mechanism for adjusting heat capacity with PCM capsules for the radiator panel of Loop type 48
(Fig. 2-10) Application of PCM for heat storage in Bayonet diodes 48
(Fig. 3-1) Fluid filled rectangular loop thermal diode 51
(Fig. 3-2) A bidirectional rectangular thermal diode design 53
(Fig. 3-3) System configuration of the Loop type Smart Module 55
(Fig. 3-4) Concept of the absorber assembly(a. rotational panel type b. blind type) 58
(Fig. 3-5) Conceptual design of the absorber plate assembly 63
(Fig. 3-6) Conceptual design of the absorber window 64
(Fig. 3-7) Conceptual design of radiator assembly 67
(Fig. 3-8) Swivel elbow 76
(Fig. 3-9) Dimension of the assembly support 77
(Fig. 3-10) Control circuit 79
(Fig. 3-11) Laboratory test results for the Loop type thermo-diode with heat-storage 85
(Fig. 3-12) Temperature differences between the inlet and outlet of the radiator panel and those of the absorber and radiator plates 86
(Fig. 3-13) Temperature distribution of the radiator panel(photographed by IR camera)[원문불량;p.85] 87
(Fig. 3-14) 3D view (Temperature distribution of the radiator panel) 89
(Fig. 4-1) Configuration and dimensions of diode manufactured 92
(Fig. 4-2) Module equipped with modified Bayonet diodes 94
(Fig. 4-3) Variations in absorbing plate temperature during the heating phase 97
(Fig. 4-4) Operation of a Bayonet type diode under reverse bias 99
(Fig. 4-5) Component parts of a Bayonet thermo-diode 100
(Fig. 4-6) An air type solar water heater with heat pipes 108
(Fig. 5-1) Dimensions of the test cell 111
(Fig. 5-2) Result of the outdoor test for Loop type thermo-diode (blind type) 115
(Fig. 5-3) Result of the outdoor test for Loop type thermo-diode (rotational panel type) 115
(Fig. 5-4) Indoor temperature comparison of two test cells (with and without Loop type Smart Module) 117
(Fig. 5-5) Comparison of heating performance between the Loop type and Bayonet Smart Module 119
(Fig. 5-6) Result of the outdoor test of Loop type Smart modules for measuring the effect of forced convection at the radiator panel(small test cell) 122
(Fig. 6-1) Schematic diagram of buoyancy force 127
(Fig. 6-2) Heat transfer modes for the thermal diode 128
(Fig. 6-3) Schematic diagram of heat transfer mode for reverse bias thermal diode 131
(Fig. 6-4) Definition of dimensionless channel depth d*(이미지참조) 134
(Fig. 6-5) Layout of apparatus(top view) 136
(Fig. 6-6) Side view and components of reverse-bias thermal diode 137
(Fig. 6-7) Position of thermocouples 138
(Fig. 6-8) Temperature profiles of heat source and sink plate for qin=100W/m², α=30° and d*=1.0(이미지참조) 143
(Fig. 6-9) Temperature profiles of heat source and sink plate for qin=200W/m², α=30° and d*=1.0(이미지참조) 144
(Fig. 6-10) Dimensionless temperature profiles of heat sink plate with different input heat fluxes for α=30° and d*(이미지참조)=1.0 145
(Fig. 6-11) Temperature profiles of heat source and sink plate for qin=100W/m², α=30° and d*=1.0(이미지참조) 146
(Fig. 6-12) Dimensionless temperature profiles of heat sink plate with different inclination angles for qin=100W/m² and d*=1.0(이미지참조) 147
(Fig. 6-13) Temperature profiles of heat source and sink plate for qin=100W/m², α=60° and d*(이미지참조)=0.5 148
(Fig. 6-14) Dimensionless temperature profiles of heat sink plate with different dimensionless channel depths for qin(이미지참조)=100W/m² and α=60° 150
(Fig. 6-15) Variation of degree of insulation(DOI) according to input heat flux for α=60° and d*(이미지참조)=1.0 151
(Fig. 6-16) Variation of degree of insulation(DOI) according to inclination angle for qin=150W/m² and d*(이미지참조)=1.0 152
(Fig. 6-17) Variation of degree of insulation(DOI) according to dimensionless channel depth for qin(이미지참조)=150W/m² and α=30° 153
(Fig. 6-18) Variation of coefficient of heat performance(COHP) according to input heat flux for α=60° and d*(이미지참조)=1.0 155
(Fig. 6-19) Variation of coefficient of heat performance(COHP) according to inclination angle for qin=100W/m² and d*=1.0(이미지참조) 156
(Fig. 6-20) Variation of coefficient of heat performance(COHP) according to dimensionless channel depth for qin(이미지참조)=100W/m² and α=60° 157
(Fig. 6-21) Schematic diagram of the modelled thermal diode 160
(Fig. 6-22) Grid system of the modelled thermal diode 162
(Fig. 6-23) Streamline contours for various inclination angles(no guide vane, a=30°, b=60°) 165
(Fig. 6-24) Temperature contours for various inclination angles(with guide vane, a=30°, b=60°) 166
(Fig. 6-25) Isothermal lines for various inclination angles(no guide vane, a=30°, b=60°) 167
(Fig. 6-26) Isothermal lines for various inclination angles(with guide vane, a=30°, b=60°)[원문불량;p.168] 170
(Photo 3-1) Welding between the absorber plate and pipe 60
(Photo 3-2) Rebetting between the absorber plate and pipe 60
(Photo 3-3) Rotational absorber panel 61
(Photo 3-4) Absorber assembly of the blind type 67
(Photo 3-5) Radiator panel of the Proto type 71
(Photo 3-6) Radiator panel capable of storaging heat 71
(Photo 3-7) Joint between the absorber and the radiator 76
(Photo 3-8) Control unit 80
(Photo 3-9) Heating test of the Loop type thermo-diode with a heat-storage radiator 83
(Photo 3-10) A view of the heat-storage radiator of Loop type thermo-diode(heating test) 83
(Photo 3-11) IR camera used for measuring radiator panel temperatures 89
(Photo 4-1) A modified Bayonet type diode design(Smart Module) 93
(Photo 4-2) A prototype Bayonet diode 98
(Photo 4-3) Support for absorber and radiator plates 101
(Photo 4-4) Bayonet Smart Module with a partition installed for the heat capacity adjustment 102
(Photo 4-5) Heating test of the Bayonet Smart Module 105
(Photo 4-6) A solar water heater using air as heat transfer medium 109
(Photo 5-1) Test cell 110
(Photo 5-2) Configuration of the Loop type thermo-diode installed in the test cell 113
(Photo 5-3) Radiator panel(a view inside test cell) 113
(Photo 5-4) Outdoor test of the Bayonet Smart Module 119
(Photo 5-5) Outdoor test of Loop type Smart modules for measuring the effect of forced convection at the radiator panel(small test cell) 122
(Table 3-1) Normal emissivity of metals, paint and surface coatings 74
(Table 3-2) Control condition of the brain circuit 80
(Table 6-1) Dimensions of thermal diode with tilt angle 140
(Table 6-2) Physical properties of materials 140
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