top of page

PCM은 Phase Change Material으로서 상변화물질을 뜻하며 잠열재, 축열재, 축냉재, 열조절성물질로 이해할 수 있습니다. 상변화물질은 상변화과정을 통하여 많은 양의 열에너지를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출 합니다.

상변화물질은 어떤 물질이 고체에서 액체상태, 액체에서 고체상태, 액체에서 기체, 기체에서 액체상태 등, 하나의 상태에서 다른 상태로 변하는 일종의 물리적 변화과정을 통하여 열을 축적하거나 저장한 열을 방출하는 물질입니다. 상변화과정에서 모든 물질은 화학적 결합이나 형성 같은 화학적 반응이 아닌 분자의 물리적인 배열이 바뀌게 됩니다.

상변화물질은 크게 유기물질과 무기물질로 분류할 수 있으며 4천여종이 상변화물질로 분류되고 있지만 실질적으로 적용가능한 물질은 200여종이 됩니다. 유기물질의 예로는 탄소와 수소로 이루어진 탄화수소계열의 테트라데칸, 옥타데칸, 노나데칸 등의 물질이 있으며, 무기물질의 예로는 6개의 물분자가 결합된 수화물형태의 염화칼슘 등이 있습니다.

상변화물질

PCM 용어설명
 

 

Heat storage capacity(축열용량)



  Phase Change Material은 상변화과정을 통하여 발생되는 잠열을 이용하는 장점이 있습니다. 현열재는 축열능력이 아주 낮습니다.

 

PCM인 잠열파라핀의 비열량는 약 2.1 kJ/(kg · K) 입니다. 용융엔탈피는 120 - 160 kJ/kg로서 유기화합물 중에는 아주 높은 편에 속합니다. 이러한 비열량과 용융엔탈피는 부피나 질량비로 비교하였을 때, 물보다 4-5배 이상의 축열능력을 나타내고 있습니다.
 



Heat conductivity(열전도도)

  예를 들자면, Phase Change Material을 이용한 잠열저장시스템으로 열에너지가 효율적으로 입출입되기 위해서는 열전도계수가 높아야 합니다. 음식물운반 같은 적용분야에서는 해당되지 않습니다. 거의 모든 유기물 처럼 PCM 잠열파라핀은 열전도도가 낮지만 축열제의 표면적을 넓게하는방법으로 열전도도를 증가시킬 수 있습니다.



Volume expansion(부피팽창)



  모든 물질은 고체에서 액체로 상변화가 진행되면서 밀도가 변하고 따라서 부피가 변화 됩니다. 이것은 적용목적에 따라 문제가 될 수 있습니다. 결과적으로 밀폐용기에 넣어 사용하는 경우에는 과도한 압력발생이 되지 않도록 순수 PCM이 가진 체적변화율을 고려하여야 합니다.



Supercooling(과냉각)



  용융점이 어는점보다 높은 경우에는 과냉각현상이 나타납니다. 이는 물이 0℃ 이하에서 얼지 않고 액체상태로 존재하는 경우와 같습니다.
 

Stability(물리적 안정성)



 Phase Change Material는 열에너지를 저장하고 방출하는 사이클을 수 없이 반복하게 됩니다. 제품의 수명동안 축열용량이나 용융, 응결온도 등 열역학적인 특성이 변하지않는 PCM이 이상적입니다. 잠열파라핀계열은 다른 잠열재와는 달리 수명이 길고 안정적인 상변화사이클을 보여주고 있습니다. 이것은 축열과정에서 같은 분자간에, 열전달매체 간에, 지지물질 상호간에 아무런 화학반응을 일으키지 않기 때문입니다. 용융과 응결은 순수 물리적인 과정으로 시스템의 수명동안 축열능이 그대로 유지 됩니다.

Overheating(과열현상)

  잠열이나 축열시스템 내에서 온도가 한도 이상으로 상승하게 되면 PCM이 과열될 수 있습니다. 짧은 시간동안에는 시스템 내에서 현열이 축적되게 됩니다. 과열현상이 오랜동안 지속되면 PCM은 부정적인 효과를 나타낼 수 있습니다.





Corrosion(부식)

  Phase Change Material의 또다른 중요한 점은 다름 물질과 반응하지 않아야 합니다. 축열저장조 내에서 부식되거나 마이너스효과를 나타내서도 안됩니다. PCM 잠열파라핀은 거의 모든 물질에 대하여 화학적으로 반응하지 않습니다. 파라핀이란 용어는 라틴어 "parum affinis"에서 유래되었으며 화학적으로 비활성이라는 뜻 입니다. 실제로 파라핀은 자동차산업에서 부식방지물질로 이용되고 있습니다.
 

Ecology(환경)



  요즈음 고객들은 제품의 환경문제를 중요한 요소로 인식하고 있습니다. Phase Change Material인 잠열파라핀은 환경친화적이며 식물이나 동물, 미생물에 대하여 영향을 미치지 않습니다. 물에 대하여 비오염성물질로 분류되고 있으며 100% 재활용이 가능합니다. 또한 무독성이며 건강에 아무런 해를 끼치지 않습니다.

 

PCM(Phase Change Materials)

☞관련사이트~

☞읽을거리~

Sub-Menu

bottom of page