• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
• /
• pp.564-572
• /
• 2002

본 연구에서는 크기가 서로 다른 자갈로 이루어진 3종류의 축열 매체에 대한 현열축열 특성을 조사하였으며, 그 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 제 1 종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 5$0^{\circ}C$와 62$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는 축열시간은 각각 170분과 130분이었으며, 방열시간은 각각 210분 및 250분으로 나타났다. 또한, 방열시 출열조 출구의 최고 공기 온도는 공급공기의 온도가 5$0^{\circ}C$와 62$^{\circ}C$ 일 때 각각 34.5$^{\circ}C$ 및 36.5$^{\circ}C$였으며, 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 열 회수 시간은 각각 100분 및 115분으로 나타났다. (2) 제 2종 자갈: 축열조에 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 각각 175분과 140분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 215분 및 250분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 $65^{\circ}C$ 일 때 각각 35$^{\circ}C$ 및 38$^{\circ}C$였다. 축열조 출구의 공기온도 33$^{\circ}C$를 기준으로 한 열 회수 시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$ 일 각각 120분 및 140분으로 나타났다. (3) 제 3종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 가열공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때 각각 180분과 150분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 240분 및 270분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 가열 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$ 와 $65^{\circ}C$일 때 각각 35.5$^{\circ}C$ 및 39.5$^{\circ}C$였다. 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 에너지 회수시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$일 때 각각 140분 및 160분으로 나타났다. 이와 같이 자갈이 작을수록 축열조 출구의 공기온도가 기준온도 33$^{\circ}C$에 도달되는 시간이 길었으며, 이것은 축열조내의 공극이 작고 비중량이 커 자갈층을 가열시키는 축열시간이 길어지기 때문인 것으로 사료된다. 또한 작은 자갈일수록 방열시간도 다소 길어져 회수 가능 열에너지가 큰 것으로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제18권2호
• /
• pp.144-157
• /
• 1993

환기중인 실험축사내에서 가축의 현열과 환기공기의 온도차에 의한 열부력(熱浮力)(thermal buoyancy)이 공기유동 및 온도분포에 미치는 영향을 구명(究明)하기 위하여 TEACH 컴퓨터프로그램($k-{\varepsilon}$ 난류모형 및 SIMPLE계열 Algorithm)을 Curvilinear Coordinates에 맞게 변형하였다. 계산한 축사내 공기유통 및 온도분포의 유의성(有意性) 검증은 Boon(1978)의 실험결과를 이용하였다. 열부력의 크기에 따른 유동의 변화를 관찰하기 위하여 유입공기의 온도를 $17^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 두 수준으로 입력하였으며, 가축의 현열플릭스(flux)는 실내온도에 따라 변화하므로 유압공기의 온도가 $17^{\circ}C$일 때는 130W/$m^2$, $10^{\circ}C$일 때는 170W/$m^2$을 경계조건으로 입력하였다. 예측한 공기유동의 형태는 실험값(Boon, 1978)과 비교하여 대체로 만족할만한 결과를 얻었다. 그러나 유입공기의 온도가 $10^{\circ}C$인 경우, 예측 공기유동은 실험 유동형태와 차이가 있었다. 즉, 실험에서는 수평슬롯으로 유입된 공기가 바로 아래로 굴절되어 유동(流動)하였으나, 계산의 결과는 일정 거리로 수평방향으로 유동하다가 아래로 굴절하였다. 이런 유동의 차이는 경험적으로 열부력(熱浮力)에 민감하게 반응하지 않는 k-${\varepsilon}$ 난류(亂流)모형의 적용이 원인이 되거나 실험의 부적절한 수행이 원인이 될 수도 있다. 이 유동(流動)의 Reynolds 수(數) (Re)는 약 3,300, 수정Ar수(修正Ar數)(Corrected Archimedes Number : $Ar_c$)64로써, $Ar_c$ <30 이거나 $Ar_c$ >75이면 유입공기의 제트는 수평유동한다는 Randall & Battams(1979)의 연구결과와는 일치하였다. 그러나 공기제트의 굴절은 유동의 특성이 같다하더라도 유체의 성질, 축사의 기하학적 형태에 따라서 매우 민감하게 반응하므로 실제 실험을 통한 재검정과정을 거쳐야 할 것으로 판단된다. Fig. 9와 Fig. 10의 기하학적 형태의 지점별 예측온도와 측정온도(Boon, 1978)와의 편차는 대부분의 지점에서는 $1^{\circ}C$ 미만으로 상당히 정확하였으며, 최대의 온도차는 Fig. 10의 지점 13에서 $1.7^{\circ}C$이었다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제10권1호
• /
• pp.48-53
• /
• 1985

농산물 건조를 위하여 평판형 태양열 집열기를 이용할 경우 가열된 출구공기는 각종 농산물건조적온보다 일반적으로 고온이므로 이의 조절을 위한 출구공기 온도의 예측이 중요시 된다. 본 연구에서는 차원해석법(dimensional analysis)을 이용하여 평판형 집열기의 출구에서 나오는 가열된 공기의 온도를 예측하는 방법이 제시되었으며, 이 방법을 이용하여 집열기의 출구공기온도 예측방정식들이 유량별로 유도되었다. 이 방정식들로부터 구한 출구온도들은 실측한 값들과 잘 일치하였으며($R^2$=0.917~0.957) 또한 집열기의 효율을 나타내는 이론식이 출구공기온도 예측방정식으로 부터 직접 유도되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
• /
• pp.558-563
• /
• 2002

시설원예에서 난방장치를 사용하는 겨울철 재배 농산물의 생산비 중 난방 연료비가 30%~37% 정도를 차지하여 비중이 가장 높다. 따라서 시설원예 농가에서는 난방비를 절감하는 것이 농가소득과 직결되므로, 난방장치의 선정이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 겨울철 재배 농산물의 생산비 중 30%-37% 정도를 차지하는 연료비를 절감하기 위해 기존의 온풍난방기와 다른 새로운 방식의 열교환기와 원심식 송풍블로워를 사용하는 블로워 송풍방식의 온풍난방기를 개발하고 개발된 온풍난방기의 가동으로 인한 난방 연료비 절감효과와 온실내의 균일한 온도분포를 획득하기 위해 8연동 비닐온실에서의 시험을 실시하였으며 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 저 정압용의 전동기 축직결식 송풍팬을 대신하여 고 정압용의 블로워 송풍팬을 장착하고 열교환 면적을 크게 한 지그재그식 환류의 열교환실을 채용한 온풍난방기를 개발하였다. 나. 공시한 온실에서 기존 온풍난방기의 2일 가동시 DH당 연료 사용량이 평균 1.082$\ell$/$^{\circ}C$.hr 이며, 블로워 송풍방식 온풍난방기의 3일 가동시 DH당 연료 사용량은 평균 0.854$\ell$/$^{\circ}C$.hr로써 21%의 난방 연료비 절감효과가 나타났다. 다. 블로워 송풍방식 온풍난방기는 동일시간대 3$^{\circ}C$의 경시적 온도변화가 발생하였고, 기존의 은풍난방기의 동일시간대 온도변화는 최대 6.1$^{\circ}C$로 나타나 개발된 블로워 송풍방식 온풍난방기가 동일시간대 온실내의 온도변화를 크게 줄일 수 있었고 온도분포를 비교적 균일하게 하는 효과가 있음을 확인하였다.도 33$^{\circ}C$를 기준으로 한 열 회수 시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$ 일 각각 120분 및 140분으로 나타났다. (3) 제 3종 자갈: 축열조로 공급되는 공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때, 축열조 출구의 공기온도가 33$^{\circ}C$에 도달될 때까지 가열되는데 소요된 시간은 가열공기의 온도가 52$^{\circ}C$와 64$^{\circ}C$ 일 때 각각 180분과 150분이었고, 방열에 소요된 시간은 각각 240분 및 270분으로 나타났다. 방열과정 동안 축열조 출구의 최고 공기온도는 가열 공급공기의 온도가 52$^{\circ}C$ 와 $65^{\circ}C$일 때 각각 35.5$^{\circ}C$ 및 39.5$^{\circ}C$였다. 출구 공기온도 33$^{\circ}C$이상을 기준으로 한 에너지 회수시간은 유입공기 온도가 52$^{\circ}C$ 및 64$^{\circ}C$일 때 각각 140분 및 160분으로 나타났다. 이와 같이 자갈이 작을수록 축열조 출구의 공기온도가 기준온도 33$^{\circ}C$에 도달되는 시간이 길었으며, 이것은 축열조내의 공극이 작고 비중량이 커 자갈층을 가열시키는 축열시간이 길어지기 때문인 것으로 사료된다. 또한 작은 자갈일수록 방열시간도 다소 길어져 회수 가능 열에너지가 큰 것으로 나타났다

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
• /
• pp.151-157
• /
• 2002

화석에너지에 대한 경제적 부담과 환경오염문제를 줄이기 위하여 열펌프의 성능계수향상을 위하여 냉온 공기열교환기(HEEVA)를 고안하였고, 이 열교환기의 열특성과 성능계수향상에 미치는 영향을 분석하기 위하여 냉.난방 실험을 수행하였다. HEEVA에 의한 찬 공기와 더운 공기의 온도변화, 전열량 및 냉온 공기열교환기 효율, 총열전달계수등을 측정분석하였고, 냉난방시 외기온에 따른 열펌프의 성능계수, 소비전력, 응축기.증발기 출구 공기토출 온도 변화를 측정 분석함으로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 -4~11$^{\circ}C$로 변할 때 열펌프의 난방과정에서 HEEVA 찬공기 입출구 온도차는 4.5$^{\circ}C$에서 9.$0^{\circ}C$로 증가하였으며, HEEVA에 의한 영향으로 2~6$^{\circ}C$상승된 공기가 증발기 입구로 유입되어 냉매증발을 촉진하였다. 2. 실온이 4~22$^{\circ}C$일 때 HEEVA 더운공기 입출구 온도차는 3$^{\circ}C$에서 7$^{\circ}C$로 증가하였으며, 응축기에 유입되는 공기온도를 3~8$^{\circ}C$낮게 함으로서 압축기 소모전력을 감소시켜 COP 상승 효과를 나타냈다. 3. 외기온과 실온변화에 따라 풍량 346m$^3$/hr의 찬 공기가 받은 열량과 풍량 747m$^3$/hr의 더운 공기가 준 열량간의 차는 50~150kcal/hr로 나타났으며, 더운 공기가 준열량과 찬 공기가 받은 열량의 비가 83~98% 이었으므로 HEEVA의 열 교환율은 91% 을 보였다. 4. 총합열전달계수는 이론값이 실험 값보다 1~3W/m$^2$K 크게 나타났으며, 이 결과는 두 값 사이에 10% 내.외의 편차로서 Nusselt수를 구하기 위한 Petukhov상관식의 자체오차 15%에 비해 크지 않은 오차범주에 속하며, 이론상의 총합열전달계수 유도식의 타당성을 입증한 것이라 하겠다. 5. HEEVA를 작동함으로서 난방시 COP가 HEEVA를 작동하지 않았을 경우보다 0.3~0.5 향상된 것으로 나타났다. 이것은 HEEVA가 겨울철 난방에 효율을 높일수 있는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.133.2-133.2
• /
• 2010

현재 융융탄산염 연료전지의 공기극으로 다공성의 lithiated NiO를 사용하고 있는데 이 재료의 경우 크게 두 가지의 문제점을 안고 있다. 첫 번째는 Ni이 전해질 내로 용해하는 것이고, 두 번째는 낮은 활성으로 인한 높은 공기극의 분극이다. Ni이 전해질로 용해되는 문제는 Co나 Fe를 코팅하여 공기극 표면에 $Li_x(Ni_yCo_{1-y})1-xO_2$나 $Li_x(Ni_yFe_{1-y})_{1-x}O_2$를 형성시켜 NiO의 전해질 내로 용해되는 것을 억제하는 방법이나 ZnO, MgO, $La_2O_3$ 등의 산화물을 NiO 표면에 코팅하여 전해질과 접촉을 막는 방식으로 해결하는 등 많은 연구가 이루어져 왔다. 하지만 연료극의 비해 상당히 높은 공기극의 분극으로 인해 큰 전압손실이 일어나 용융탄산염 연료전지 성능이 낮아지는 문제의 경우 이를 해결하고자 하는 연구는 상대적으로 많이 진행되지 못한 상태이다. 특히 현재 용융탄산염 연료전지의 장기수명화를 위해 기존의 작동온도인 $650^{\circ}C$ 보다 다소 낮은 온도인 $600{\sim}620^{\circ}C$에서 작동하려는 움직임이 있다. 작동 온도가 내려가면 전해질이 휘발되는 속도가 낮아져 전해질 부족에 따른 운전시간이 줄어드는 문제를 해결할 수 있어 장기 수명화를 위해서는 작동온도를 낮추는 것이 매우 유리하다. 하지만 작동 온도가 내려가면서 양 전극에서 일어나는 전기화학 반응 속도가 느려지기 때문에 각 전극에서의 활성화 분극으로 인한 전압손실은 더욱 커질 수밖에 없다. 특히 연료극의 수소산화반응 속도는 공기극의 산소환원반응에 비해 매우 빠르기 때문에 작동 온도가 내려감에 따라 연료극의 분극이 커지는 것에 비해 공기극의 분극이 급격히 커지게 된다. 따라서 운전온도가 낮아지는 상황에서는 낮은 작동온도에서도 성능감소가 적게 일어나 0.8V 이상 운전(150mA/$cm^2$, 단위전지 기준)이 가능한 공기극의 개발이 매우 필요한 실정이다. 이를 해결하고자 본 연구에서는 고체 산화물 연료전지의 공기극의 재료로 많이 연구되고 있는 혼합전도성 물질의 페로브스카이트 구조의 물질을 기존 NiO 전극에 코팅하여 새로운 공기극을 개발하였다. 페로브스카이트 구조의 물질로 대표적인 LSCF 물질을 사용하였으며 LSCF를 코팅한 공기극을 이용한 단위전지에서 150mA/$cm^2$의 전류를 흘려주었을 때 0.84V의 성능을 1000hr 유지하였다. 이는 기존의 NiO 전극을 사용했을 때보다 15~20mV 높은 값이다. 낮은 작동온도에서도 좋은 성능을 보였는데, 기존의 NiO 전극의 경우 $630^{\circ}C$에서 0.79V의 성능을 보인 반면 LSCF가 코팅된 공기극의 경우 $620^{\circ}C$에서 0.811V의 매우 좋은 성능을 보였다. 이는 LSCF의 산소이온전도성 및 전기전도성이 공기극에서의 분극을 낮추어 성능을 증가시키는 것으로 보인다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
• /
• 한국감성과학회 1998년도 춘계학술발표 논문집
• /
• pp.264-269
• /
• 1998

본 연구에서는 겨울철 대류 난방시 발생하기 쉬운 실내 기온의 상하분포가 인체에 미치는 영향에 관하여 청년층의 피험자를 대상으로 한 체감실험을 수행하여 인체의 생리 및 심리반응에 미치는 영향을 검토하였다. 체감 실험 결과 아래와 같은 결론을 얻었다. 1) 머리부위 공기온도가 23$^{\circ}C$ 인 경우 두한족열의 경우가 두열족한의 경우에 비하여 전신온냉감 및 쾌불쾌감이 양호한 것으로 나타났다. 2)두열족한의 경우 발 부위가 서늘하다는 비율은 상하온도차가 증가($\Delta$t 3$^{\circ}C$ ->6$^{\circ}C$)하면 역시 증가하였고, 두한족열의 경우 머리 부위 온도 23$^{\circ}C$에서는 발부위온도를 증가시키면($\Delta$t 3$^{\circ}C$->6$^{\circ}C$)불쾌 비율이 증가하는 경향을 나타냈다. 3) 신체 부위별 온열감과의 관계를 보면 어깨부위에서 느끼는 온열감이 전반적으로 쾌불쾌감 및 전신온냉감과 유의차를 나타냈다. 얼굴 부위에서의 온열감은 머리부위 공기온도 $25^{\circ}C$이상에서 쾌불쾌감과 유의차를 나타냈고, 발 부위에서의 온열감은 머리부위 공기온도 $25^{\circ}C$ 이하에서 전신온냉감과 유의차를 나타냈다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
• /
• pp.11-11
• /
• 2000

액체렘제트 엔진에서는 고온·고속의 공기가 공기흡입구로 유입되기 때문에 고성능 램제트 연소기의 설계를 위하여 실제 비행조건을 모사할 수 있는 고온 고속의 공기 발샐장치가 필요하다. 본 연구에서는 수소연소에 의해 Vitiated Air를 발생시키도록 설계된 Vitiated Air Heater(VAH)를 제작하였으며, VAH의 성능평가를 통하여 80∼120m/s 와 400∼800K 범위에서 손쉽게 속도와 온도의 조절이 가능하고 균일한 속도 및 온도분포로 대기공기와 같은 Vitiated Air를 얻을 수 있었다. 그리고 VAH을 연결하여 Dump형 연소기의 특성을 실험하였다. 액체 램제트 엔진에 있어서 공기흡입구가 하나인 Dump형 연소기에 주요변수로서 흡입공기의 온도와 공연비를 변화시키면서 연소기내의 화염형상을 관찰하고, 온도분포를 계측하였으며 Injection 위치에 따른 화염현상을 관찰하였다. 각 경우의 연소효율을 계산하여 실험범위에서의 최적 연소조건을 제시하였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.316-321
• /
• 2013

본 연구는 온실의 관류전열량을 분석하고 예측하는데 필요한 기초자료 제공을 위하여, 공기막 이중 PO필름의 열저항식을 모델링하였고, 전도, 복사, 대류에 의한 열저항 특성을 규명하였다. 또한 열저항식의 타당성 검증을 위해 열저항식에 의한 관류전열량의 계산값과 실험값을 비교 분석하였다. 공기막 이중 PO필름의 열저항식은 PO필름, 공기막, PO필름의 직렬 열저항식으로 구성되며, 공기막은 복사와 대류에 의한 병렬 열저항식으로 구성된다. 고온부 $T_1$의 평균온도는 276.1K, 저온부 $T_2$의 평균온도는 266.8K로 나타났으며, 다른 조건들이 동일할 경우 챔버 내부온도가 높을수록 $T_1$과 $T_2$의 평균온도와 온도차가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 전도열저항은 $0.00091K{\cdot}W^{-1}$로 전체 열저항의 1% 미만으로 매우 미미한 수준이고, 공기막의 열저항이 $0.18K{\cdot}W^{-1}$로 전체 열저항의 99% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 공기막의 경우 대류열 저항이 복사열저항에 비해 1.33~2.08배 정도 크게 나타났으며, 복사열저항은 평균온도의 3제곱에 반비례하고 대류열저항은 온도차가 4.7, 5.3, 5.5, 5.7, 12.3, 13.2, 13.3, 13.5, 13.8 및 14.0K로 증가할 때 각각 0.78, 0.75, 0.74, 0.73, 0.57, 0.56, 0.56, 0.56, 0.55 및 $0.55K{\cdot}W^{-1}$로 감소하였다. 관류전열량의 계산값과 실험값의 차이는 실험조건별로 0.6~17.2W의 범위로 평균 6.9W였으며, 실험값은 계산값의 79.8~97.7% 범위로 평균 87.3% 수준으로 나타났다. 전체적인 계산값과 실험값의 관류전열량 경향성은 잘 일치하고 있으며, 공기막 이중필름의 열저항은 공기막 두께 및 주입공기의 종류와는 직접적인 상관관계를 보이지 않았다.

• 현장농수산연구지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.183-195
• /
• 2009

시설하우스의 공기환경은 작물생육에 큰 영향을 준다. 특히 기공주변 공기의 상대습도는 증산작용에 크게 영향을 주며, 안개가 끼게 되면 기공을 통한 증산작용이 일어나지 않아 작물은 생육을 멈추게 된다. 이에 대한 이론적 고찰을 습공기선도를 중심으로 살펴보았으며, 그 기술을 권왕림(경기도 이천시 백사면 모전2리 192) 쌈채소 재배 농장과 정기설(경기도 용인시 백암면 석천리) 백암육계 농장에 적용한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 여름철 온실 공기의 온도를 낮추기 위하여 널리 사용하는 Pad & Fan, Mist & Fan 등의 증발냉각 방법은 사막 기후지역(온도는 높고 습도는 낮은 지역)에 적합한 방법으로 우리나라와 같이 고온 다습한 기후에는 적합하지 않다. 2. 겨울철 저녁에 온실을 보온하기 전에 따뜻한 공기의 열이 연료비를 절감 할 수 있다는 생각으로 환기를 하지 않으면 절대습도가 높아 약간의 온도가 떨어져도 안개가 발생하게 된다. 3. 겨울철 저녁에 온실을 보온하기 전에 외부 공기로 충분히 환기하여 절대습도를 낮추면 노점온도가 낮아지고, 약간의 난방으로도 온실의 안개를 방지할 수 있다. 4. 여름철 상추재배에서 시원한 바람으로 공기환경을 개선한 결과 41.6%의 증수효과가 있었다. 5. 겨울철 육계농장의 공기환경 개선으로 47,300수 기준으로 폐사율 2%와 난방연료 40%를 절감할 수 있었으며, 육계 성장의 균일도를 53%→73%로 20%정도 높일 수 있었다. ※ 정기설 백암육계 농장(경기도 용인시 백암면 석천리) (011-719-7597)