피프티피프티

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 배수관 동파방지용 면상발열체 커버

영문 : Planar heating element cover to prevent pipes from freezing..

과제 팀명

피프티피프티(Fifty fifty)

지도교수

김현식 교수님

개발기간

2023년 9월 ~ 2023년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 이*욱(팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 20204500** 김*주

서울시립대학교 신소재공학과 20204500** 이*현

서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 유*현

서울시립대학교 환경원예학과 20195200** 장*진

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 온도센서와 면상발열체를 이용한 수도관 커버 개발

◇ 해당 수도관 커버 설계 및 개발을 통해 겨울철 수도관 동파로 인한 시민들의 생활환경 개선

개발 과제의 배경

◇ 국내 겨울철 동파 방지 사고 사례는 지난해만 하더라도 38,000건을 넘기며 겨울나기에 큰 피해를 초래하였음. 사고의 원인 중 ‘보온 미비’가 약 68%에 달하며 보온에 대한 중요성이 대두되고 있음.
◇ 보온 미비로 인한 수도관 동파의 방지책으로 물을 계속 흘려보내는 방식이나, 수도관을 두꺼운 천을 이용하여 감싸는 방식을 권장하지만 해당 방법은 불필요한 수자원의 낭비를 초래하고 보온효과도 상당히 떨어짐. 따라서 우리 조는 소재의 특성과 전기적 특성을 활용하여 기존의 동파 사고의 원인을 상당 부분 개선시킬 수 있다고 판단함.

◇ 면상발열체를 이용하면 이러한 문제를 효율적으로 해결할 수 있음. 이때, 저렴하면서도 안정적인 면상발열체를 선택하는 것이 중요함. 면상발열체는 다양한 방법으로 제조가 가능한데, Ag, Au 등의 나노와이어를 이용하는 경우에는 단가가 높아 면상발열체의 가격을 상승시킬 수 있음. 반면 Fe, Al 등과 같은 저렴한 소재를 이용하는 경우, 단가가 낮다는 장점이 있으나, 전기 전도성 및 화학적 안정성 면에서 전도성 및 화학적 안정성 면에서 불리한 면이 있음.

면상발열체 재료 가격 발열 효율 Ag, Au ↑ ↑ Fe, Al ↓ ↓ 전도성 나노구조체 ↓ ↑

따라서, 저렴한 소재의 나노와이어 또는 마이크로와이어를 이용하되, 조성물의 추가나 와이어의 표면 처리에 의해 접촉 지점을 증가시킴으로써 발열 효율을 향상시킬 수 있는 면상발열체 기술을 이용할 수 있음. 이러한 기술을 수도관 커버 제작에 적용하면 효율적으로 동파를 방지할 수 있을 것으로 예상됨. 이외에도 면상발열체는 전기통전에 의해 발생하는 복사열을 이용하고 있어 온도조절이 용이하고 공기가 오염되지 않아 위생과 소음면에서 장점이 존재함.

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용