본 연구에서는 SOFC 시스템에서 배출되는 폐열원을 효과적으로 활용하기 위하여 수치적인 계산과 실험적 검증을 수행하였다. Hot BoP 내 열분배 시스템은 열원의 효율적인 공급을 위한 연소기 및 공기예열과 폐열회수를 위한 열교환기들로 구성되었다. 실험에 사용된 연료는 메탄가스이며 일정한 과잉공기와 합께 예혼합되어 안정적인 희박연소가 가능하게 하였다. 결과로써, SOFC 시스템의 열부하에 따른 열교환기의 전열면적과 열교환율이 반복적 수치 계산을 통하여 분석되었다. 또한 연료의 저위발열량을 기준으로 시스템의 열부하, 열교환기의 효율, 열 손실, 열 회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. 최종적으로 열분배 시스템은 2 kW급 SOFC 시스템에 상응하는 열 부하에서 약 40 %의 열효율 성능을 나타내었다.

In this study, numerical calculation and experimental verification of Hot BoP were conducted to effectively reuse the waste heating gas from SOFC system. For Hot BoP, the well-heated regenerated combustor and three-heat exchangers for pre-heating air, steam generating and economizer were fabricated on the basis of 2 kW SOFC system. CH4 with excess air was used as a fuel and it was possible to burn stably through the pre-mixed combustion. As a results, the required heating area and the thermal efficiency of heat exchanger were estimated through iterative numerical calculation. Also, the system performance such as heat load, thermal efficiency, heat loss and heat recovery were analyzed experimentally. Finally, it was confirmed that Hot BoP has heat recovery rate about 40 % under the full load of 2 kW SOFC system.