• 설비공학논문집
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• 제27권2호
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• pp.81-86
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• 2015

Performance of freezing and refrigeration systems in supermarket, which utilized $CO_2$ as a refrigerant, was investigated by using the Pack Calculation II. The configuration of simulated systems was basic parallel refrigeration system, cascade system, and two-stage system. The $CO_2$ cascade system showed higher COP than basic parallel R404A system by 13% for MT and 62% for LT, respectively. Among the $CO_2$ cascade systems, R717(MT)-$CO_2$(LT) showed the highest performance. Open-type intercooler method showed higher performance than liquid injection for the two-stage $CO_2$ systems.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.526-533
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• 2009

In this paper, cycle performance analysis of $CO_2-C_3H_8$ (R744-R290) cascade refrigeration system with internal heat exchanger is presented to offer the basic design data for the operating parameters of the system. The operating parameters considered in this study include subcooling and superheating degree and gas cooling pressure and evaporating temperature in the propane (R290) low temperature cycle and the carbon dioxide (R744) high temperature cycle. The main results were summarized as follows : The COP of cascade refrigeration system of $CO_2-C_3H_8$ (R744-R290) increases with the increasing subcooling degree, but decreases with the increasing superheating degree. The COP of cascade refrigeration system increases with the increasing evaporating temperature, but decreases with the increasing gas cooling pressure. Therefore, superheating and subcooling degree, compressor efficiency, evaporating temperature and gas cooling pressure of $CO_2-C_3H_8$ (R744-R290) cascade refrigeration system have an effect on the COP of this system.

• 동력기계공학회지
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• 제17권4호
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• pp.58-63
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• 2013

This paper presents the new cascade liquefaction cycles using $CO_2-C_2H_6-N_2$ and $CO_2-N_2O-N_2$. The performance of the cascade liquefaction cycles with respect to temperature differences in the LNG heat exchangers is analyzed using HYSYS software and then compared the performance of these cycles with phillips optimized cascade liquefaction cycle. The coefficient of performance of the new liquefaction cycles considered in this study decreases with the temperature differences in the LNG heat exchangers, but the compressor work, expander work and heat capacity in the LNG heat exchanger increases, respectively. From the comparison of performance of three cycles, the cascade liquefaction cycles using $CO_2-C_2H_6-N_2$ showed the highest COP. And the cycles using $CO_2-C_2H_6-N_2$ and $CO_2-N_2O-N_2$ presented the second and third highest COP, respectively. In the view of performance, the optimized cascade liquefaction cycle using $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ yields much better COP. But, in the environment view, it is found that the cascade liquefaction cycle using $CO_2-C_2H_6-N_2$ shows favorable characteristics.

• 동력기계공학회지
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• 제18권1호
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• pp.51-56
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• 2014

In this paper, the performance of the $CO_2-C_2H_6-N_2$ cascade liquefaction cycle with respect to temperature differences in the LNG heat exchangers is analyzed theoretically using HYSYS software and then compared the COP(coefficient of performance) of the cascade liquefaction cycles using $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ and $CO_2-N_2O-N_2$. In comparison of COP of three cycles, the cascade liquefaction cycles using $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ showed the highest COP. And the liquefaction cycle using $CO_2-C_2H_6-N_2$ and $CO_2-N_2O-N_2$ presented the second and third highest COP, respectively. In case of COP, the $C_3H_8-C_2H_4-C_1H_4$ cascade liquefaction cycle yields better COP. But, in terms of the environment and maintain, it is confirmed that the cascade liquefaction cycle using $CO_2-C_2H_6-N_2$ provides favorable characteristics.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.191-196
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• 2017

20세기에 대두된 HCFC나 CFC계의 냉매들의 환경에의 악영향을 극복하기 위하여 보다 환경 친화적인 이산화탄소와 같은 자연냉매에 대한 관심이 커지고 있다. 겨울철 대기의 열원을 이용하여 증발을 유도하는 이산화탄소 열펌프는 증발기의 온도가 높아 효율이 상대적으로 낮아지고, 130bar가 넘는 고압으로 인하여 열펌프 설비 부품들의 제작의 어려움이 따르게 된다. 본 연구는 보다 낮은 압력의 새로운 2단 팽창식 $CO_2$ 오토 캐스케이드 열펌프를 고안하여 이러한 단점들을 해소하고 보다 효율을 증가시키고자 하였다. 새로운 오토 캐스케이드 열펌프에 2단 팽창방식과 효과적인 냉각방식의 시스템 구성을 하여 혼합냉매인 $CO_2$ 와 R32를 적용하였다. 공정에 고압 70bar, 중간 팽창압은 25bar, 최종 저압은 10bar를 적용하여 해석한 결과, 현재의 오토 캐스케이드 열펌프 공정의 COP는 1.629이었으나, 개선된 중간 압력 25bar의 2단 팽창 오토 캐스케이드 공정은 2.332로 현재의 공정보다 43.15% 향상되었다. 또한 저압측 증발기의 온도도 $-10^{\circ}C$ 이하가 되어 찬 외기에도 증발이 용이하게 발생되는 공정이 되었다. 본 공정이 향후 $CO_2$ 열펌프의 성능계수를 보다 향상시키고 고압에 따른 부품 문제들의 해소에 기여할 수 있는 공정으로 분석되었다.

• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-7
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• 2010

본 논문은 암모니아-이산화탄소용 이원 냉동시스템의 작동변수에 대한 최적의 설계자료를 제공하고자 이원 냉동시스템의 사이클 성능을 분석하였다. 작동변수로는 암모니아용 고온사이클과 이산화탄소용 저온사이클내의 과냉각도와 과열도, 압축기효율, 응축과 증발온도이다. 이에 대한 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 이원 냉동사이클의 과냉도가 증가할수록 COP는 증가하는 반면 과열도가 증가할수록 COP는 감소하는 것을 알 수 있다. 이원 냉동사이클의 응축온도가 증가할수록 이원 냉동사이클의 COP는 증가하는 반면 증발온도가 증가할수록 COP가 감소함을 알 수 있다. 또한, 이원 냉동사이클의 압축효율이 증가할수록 COP가 증가한다. 따라서, 과열도, 과냉각도, 압축효율, 증발온도, 응축온도 등의 인자들이 R717과 R744용 이원 냉동사이클의 COP에 영향을 미친다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2565-2571
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• 2009

본 논문은 시스템의 운전조건하에서 R717-R747용 이원냉동 사이클의 성능 분석에 대한 기초 설계자료를 제공하는 것이다. 본 논문에서 고려한 운전변수는 암모니아 고온사이클과 이산화탄소 저온사이클의 과냉각도, 과열도, 응축과 증발온도이다. 이원 냉동사이클의 성적계수는 과열도가 증가할수록 증가하는 반면, 과냉각도가 증가할수록 감소한다. 그리고, 이원 냉동사이클의 성적계수는 응축온도와 함께 증가하지만, 증발온도와는 반대로 감소한다. 따라서, 과열도, 과냉도, 응축과 증발온도는 본 시스템의 성적계수에 영향을 미치는 것을 알 수 있었고, 최대 성능계수와 최적의 증발온도에 대한 수학 방정식을 개발하기 위해 이러한 변수들을 포함시켜 다중 회귀분석을 통해 제안하였다.

• 설비공학논문집
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• 제17권2호
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• pp.147-155
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• 2005

For a long road tunnel, a tunnel ventilation system may be used in order to reduce the pollution level below the required level. To control the tunnel pollution level, a closed loop control algorithm may be used. The cascade control algorithm, which composed of a jet fan control algorithm and an air velocity setpoint algorithm, was developed to regulate the CO level in a tunnel. The verification of control algorithms was carried out by dynamic models developed from real tunnel data sets. The simulation results showed that control algorithms developed for this study were effective to control the tunnel ventilation system.

• 전기학회논문지
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• 제66권2호
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• pp.387-393
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• 2017

This paper focuses on a horizontal waypoint tracking and a speed control of large diameter unmanned underwater vehicles (LDUUVs) with X-stern configuration plane. The concerned design problem is converted into an asymptotic stabilization of the error dynamics with respect to the desired yaw angle and surge speed. It is proved that the error dynamics under the proposed control scheme based on the linear control and the feedback linearization can be considered as a cascade system; the cascade system is asymptotically stable if its nominal systems are so. This stability connection enables to separately deal with the waypoint tracking problem and the speed control one. By using the sector nonlinearity, the nominal system with nonlinearities is modeled as a polytopic linear parameter varying (LPV) system with parametric uncertainties. Then, sufficient linear matrix inequality (LMI) conditions for its asymptotic stabilizability are derived in the sense of Lyapunov stability criterion. An example is given to show the validity of the proposed methodology.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1035-1037
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• 1992

Generally, fuel cell has characteristics of low voltage, large current and voltage variation under load change. Therefore, DC output voltage of fuel cell is too low to convert into AC with high efficiency and good performance. For this reason, fuel cell generating system is composed of DC-DC converter and inverter in cascade. This paper used 2-phase boost DC-DC converter to obtain low distortion waveform and reduce input-output current ripple, and discussed inverter which can be operated in independent drive mode and utility line interface drive mode. Then, the change of modes can be achived smoothly.