파라핀의 상변화 재료로서의 낮은 열전도율과 긴 축열 시간을 개선하기 위해, 본 논문에서는 폼 메탈 구리를 파라핀으로 채워진 원통형 축열탱크 내에 넣고, 폼 메탈 구리를 축열탱크 단면 반경 방향으로 수직 배치하는 방식, 단면 반경 방향으로 배치하는 방식, 단면 수평 방향으로 배치하는 3가지 방안을 설계하여, 각기 다른 배치 방안이 파라핀 기반 복합 상변화 재료의 열전달 및 파라핀/폼 메탈 구리 복합재료의 방열 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 실험 결과, 폼 메탈 구리의 첨가는 파라핀 응고 시간을 단축시켰으며, 방안 1과 방안 3에서는 응고 시간이 각각 5분 단축되었고, 방안 2에서는 4분 단축되었으며, 동시에 파라핀의 여러 위치에서의 온도 균일성을 개선하였다. 내부 측정 지점에서 복합재료 구역의 온도 균일성이 순수 파라핀 구역에 비해 80% 증가하였고, 외부 측정 지점에서는 방안 1의 온도 변동이 방안 2와 방안 3의 각각 33%와 50%에 불과하였다. 방안 1은 방안 2에 비해 유효 방열량이 2.2% 많고, 방열 효율이 5.05% 향상되었으며, 방안 3에 비해 유효 방열량이 1.1% 많고, 방열 효율이 2.01% 향상되었고, 70% 이상의 열전달 효율을 유지하면서 냉각 유체와의 열교환 효과가 가장 우수하여 방안 1이 최적 배치 방안으로 나타났다.

상변화 열전달; 폼 메탈 구리; 배치 방식; 방열 속도