• 설비공학논문집
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• 제13권2호
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• pp.115-121
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• 2001

Recently, the requirement of healthier and more comfortable environment makes the zoning domain more details. However, it has limitation to satisfy the thermal comfort of an individual because of the effect of the heat generation from the OA machine and partitions in indoor room. In this paper, we certify the validity of task-ambient air-conditioning system that has been developed as a new concept of personal air-conditioning system, and specify design strategies for more efficient task-ambient air-conditioning system with a specification guided by indoor environmental characteristics analyzed through experiment data. In this experiment, we changed the temperature and the quantity of air-flow in task domain to understand characteristic behavior of the thermal environment and investigate the possibility of energy saving. The experiment result is that the environment of the task area depends on the condition of supply air, and though the airflow of the low temperature is supplied with the ambient area, the personal environment and the efficiency of energy saving are improved by controlling the temperature and the quantity of the air shot around the task domain.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.369-375
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• 2019

Air conditioners adopting high energy efficiency and low global warming potential (GWP) refrigerant are being developed globally. In case of commercial air conditioner, R32 with lower GWP than R410A is attracting industrial attentions. In this study, the performance of water-to-water geothermal heat pump adopting R32 is compared with that of the heat pump using R410A. By using R32 instead of R410A, heating capacity and COP in heating standard condition can be increased by 8.8% and 6.3% respectively. Also, cooling capacity and COP in cooling standard condition can be increased by 5.3% and 3.1% respectively by using R32. But in case of using R32, systemic improvements are required to decrease discharge temperature of compressor since discharge temperature rises abnormally in heating operations.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.47-48
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• 2024

Heating, Ventilating, and Air Conditioning(HVAC) 시스템은 난방(Heating), 환기(Ventilating), 공기조화(Air Conditioning)를 제공하는 공조시스템으로, 실내 환경의 온도, 습도 조절 및 지속적인 순환 및 여과를 통해 실내 공기 질을 개선한다. 이러한 HVAC 시스템에 이상이 생기는 경우 공기 여과율이 낮아지며, COVID-19와 같은 법정 감염병 예방에 취약해진다. 또한 장비의 과부하를 유발하여, 시스템의 효율성 저하 및 에너지 낭비를 불러올 수 있다. 따라서 본 논문에서는 HVAC 시스템의 이상 탐지 및 조기 조치를 위한 Transformer 기반 이상 탐지 기법의 적용을 제안한다. Transformer는 기존 시계열 데이터 처리를 위한 기법인 Recurrent Neural Network(RNN)기반 모델의 구조적 한계점을 극복함에 따라 Long Term Dependency 문제를 해결하고, 병렬처리를 통해 효율적인 Feature 추출이 가능하다. Transformer 모델이 HVAC 시스템의 이상 탐지에서 RNN 기반의 비교군 모델보다 약 1.31%의 향상을 보이며, Transformer 모델을 통한 HVAC의 이상 탐지에 효율적임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2010

에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• 태양에너지
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• 제19권4호
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• pp.45-53
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• 1999

본 논문은 태양열을 구동원으로 하고 액체흡수제인 염화리튬(LiCl) 용액을 이용하여 제습/냉방 및 난방을 하나의 시스템으로 이루는 태양열 이용 냉난방 공조시스템 중 여름철 전열교환기의 제습/냉방에 관한 성능실험 결과이다. 여름의 고온다습한 실내공기는 휀에 의해 전열교환기로 유입되어 충진층에서 살수된 LiCl 용액과 직접 접촉하여 제습/냉각된 후, 건조공기로 바뀌어 실내로 취출된다. 한편 수분을 흡수하여 저농도 용액으로 변한 LiCl 용액은 재생기에서 태양열에 의해 다시 고농도 용액으로 바뀌어 흡수포텐셜을 갖는다. 본 실험에서는 형상 및 크기가 다른 3가지 충진재를 사용하여 전열교환기의 제습성능을 비교하였으며, 절대습도기준 총괄 물질전달계수인 $k_xa(kg/m^3h{\Delta}x)$로써 그 성능을 평가하였다. 특히 $k_xa$값은 액체흡수제 유량, 공기 풍량, 충진재 형상 및 충진층 높이에 따라 변한다. 따라서 이에 대한 영향을 조사하기 위하여 여러 가지 실험한 결과, 풍량은 $k_xa$값에 미치는 영향이 컸으나, 유량은 그다지 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 또한 충진재의 형상에 따른 비교 실험에서 충진재의 직경이 큰 경우에는 충진층 높이의 영향이 컸으나, 직경이 작은 경우에는 높이에 의한 영향이 직경이 큰 경우보다 작았다. 이상의 실험 결과로부터 $k_xa$값을 충진재 형상 및 충진층 높이에 따라 정지하면 최적 전열교환기 설계 및 제작에 기초자료로 활용할 수 있음을 알았다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.17-24
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• 2006

최근에 에너지절약 차원에서 종래의 공조방식을 대신할 새로운 냉난방시스템 개발이 요구되고 있는데, 본 논문에서는 태양열 집열기를 이용하는 데시컨트 시스템 중 제습역할을 실질적으로 담당하는 제습기의 충진층 부분에서의 열 및 물질전달에 관한 일련의 해석 결과를 발표하고 있다. 제습과정에서 액체흡수제는 충진층에서 열 뿐만 아니라 물질전달을 수반하게 되는데, 이 결과 건물에 냉방 및 난방효과를 가져다 준다. 따라서 이 충진층의 최적 설계가시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 무엇보다도 중요한데, 이를 위해서는 충진층에서의 열 및 물질전달 양상을 규명하여야 한다. 따라서 금번 실험에서는 공기와 액체흡수제와의 접촉면적을 넓히기 위해서 충진재로써 3cm(직경) ${\times}$ 3cm(높이)인 시판중인 플라스틱 재질을 사용하고, 실질적으로 40cm(너비)${\sim}$40cm(깊이)${\times}$40cm(높이)의 충진층을 직접 제작하여 실험을 행하였다. 그 결과, 공기측 열 및 물질전달 계수는 공기 온도와 밀접한 관계를 갖고 있으며, 또한 물질전달계수는 열전달계수와 같은 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.445-450
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• 2012

가정과 같이 제한된 공간에서는 공조기의 온습도 조절이 어려워 질 수 있다. 최근에 들어서 사람들의 온습도에 대한 감성이 민감해 짐에 따라 실내 공기질에 대한 중요성이 부각되고 있다. 실내 공기질과 에너지 절약 사이의 모순을 해결 할 수 있는 방법으로 환기열회수장치를 제시하고 이러한 환기열회수 장치에 열전소자를 적용하여 온도 효율을 비교하고 시스템 능력을 검증해 보았다. 온도효율을 향상시키는데 전도성 가이드 베인과 단일 모터, 열전소자가 실험되었다. 단일 모터 사용시 23W를 절약 할 수 있었고 250 CMH의 능력을 가지는 개발된 시스템에서 통상적인 시스템과 비교해 냉방 주기 및 난방 주기에서 각각 4.01% 와 2.98%의 개선이 있었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.15-21
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• 2015

가스 엔진 히트 펌프는 가스 엔진의 축동력으로 압축기를 구동하는 시스템으로 전력을 거의 사용하지 않고, 엔진 폐열을 활용하기 때문에 하절기와 동절기에 전력 Peak 를 억제하는 공조기로 주목을 받고 있는 제품이다. 제품 개발 시 시스템 성능 예측이 중요하므로 이를 위해 초기 설정한 운전점에서 열교환기 및 압축기의 특성을 반영하여 반복 계산을 수행하면 최종적인 운전점을 도출할 수 있고, 가스 엔진의 성능 데이터를 활용하면 가스 엔진 히트 펌프의 정확한 효율을 예측할 수 있다. 난방 성능을 예측할 때에는 엔진 폐열이 시스템에 공급되기 때문에 외부 열을 흡입하는 구간과 엔진 폐열을 흡입하는 구간을 동시에 고려해야 예측의 정확도를 높일 수 있다. 25 마력 가스 엔진 히트 펌프의 성능을 예측한 값은 실제 측정한 값과 비교하였을 경우 5% 정도의 오차가 발생하며 향후 성능 예측 모델을 구성되는 부품 특성을 반영하면 오차의 폭이 감소될 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.655-663
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• 2016

최근, 전 세계적으로 온실 가스 증가에 따른 기후 변화에 대한 문제가 논의되고 있다. 그중, 건축물에서의 에너지 소비량은 전체 에너지 소비량의 40%까지 증가할 것으로 예상된다. 따라서 건축물에서의 에너지 소비량 절감에 대한 노력이 필요한 실정이다. 본 연구에서는, 건물에너지 절감에 효과적으로 기여하는 재료 중 하나인 목재를 이용하여, 목질 제품 구성에 따른 중부지방과 남부지방의 난방에너지 요구량에 대하여 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 도구는 미국 에너지부(Department of Energy)가 BLAST와 DOE-2의 장점을 결합해 만든 동적 에너지 해석 엔진인 EnergyPlus를 이용하였다. EnergyPlus는 다양한 건물 및 HVAC 시스템 구성요소(Object)에 대한 입력항목(Field)을 가지고 있으며, 특히 건물, 공조시스템, 열원기기 사이의 피드백을 통해 통합된 동시계산을 수행하며, ASHRAE Standard 140-2007 표준에 따라 상용 프로그램 간의 비교를 통해 검증된 프로그램이다. 시뮬레이션을 위한 기상데이터는 EnergyPlus에서 제공하는 IWEC 인천 지역과 광주 지역의 epw 형식 기상데이터를 이용하였다. 대상 모델은 한국농어촌공사에서 제시한 2012년 농 어촌주택 표준설계도면 중 '농림-12-26-가' 유형을 이용하였으며 총 10개의 실로 구성되어 있다. 시뮬레이션 분석 결과, 중부지방과 남부지방 별 목질 제품의 적용 범위를 실내마감재, 실외마감재, 창호, 목구조로 단계적으로 변경해 지역에 따라 각각 16 Case의 시뮬레이션을 수행한 결과 실내외의 마감재로 목재를 사용한 것만으로도 에너지 성능이 향상된 것을 확인할 수 있었다.