• Journal of Biosystems Engineering
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• 제26권5호
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• pp.441-448
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• 2001

Hot air heater with light oil combustion is used as the most common heater for greenhouse heating in the winter season. However, exhaust gas heat discharged to atmosphere through chimney reaches up to 10~20% of total heat capacity of the oil burred. In order to recover the heat of this exhaust gas and to use for greenhouse heating, the heat pipe type exhaust heat recovery system was manufactured and tested in this experiment. The system consisted of a heat exchanger made of heat pipes, ø15.88${\times}$600mm located in the rectangular box of 675(L)${\times}$425(W)${\times}$370(H)mm, an air suction fan and air ducts. The number of heat pipe was 60, calculated considering the heat exchange amount between exhaust gas and air and heat transfer capacity of a heat pipe. The working fluid of heat pipe was acetone because acetone is known for its excellent heat transfer capacity. The system was attached to the exhaust gas path. According to the performance test it could recover 53,809 to 74,613kJ/h depending on the inlet air temperature of 12 to -12˚at air flow rate of 1.100㎥/h. The temperature of the exhaust gas left the heat exchanger dropped to 100$^{\circ}C$ from 270$^{\circ}C$ after the heat exchange between the suction air and the exhaust gas.

• 동력기계공학회지
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• 제18권4호
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• pp.23-28
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• 2014

In order to increase the performance of conventional hot water floor heating system, the bubble jet loop heat pipe for the system was developed. This experiment was conducted under next conditions : Working fluid was R-134a, charging ratio was 50%. A temperature of hot water, room temperature and flow rate were $60^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ and 0.5~1.5 kg/min, respectively. The experimental results, show that bubble jet loop heat pipe had a high effective thermal conductivity of $4714kW/m^{\circ}C$ and a sufficient heat flux of $73W/m^2$ to heat the floor to $35^{\circ}C$ in case of the 1.5 kg/min of flow rate. So the bubble jet loop heat pipe has a possibility for appling of the floor heating system. Additionally, the visualization of bubble jet loop heat pipe was performed to understand the operating principle. Bubbles made by the narrow gap between inner tube and outer tube of evaporating part generate pulsation at liquid surface of working fluid. The pulsation had slug flow and wavy flow. So working fluid circulates in the bubble jet loop heat pipe as two phase flow pattern. And large amount of heat is transferred by the latent heat from evaporating part to condensing part.

• 에너지공학
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• 제15권4호
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• pp.235-242
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• 2006

본 연구는 공기 열원 열펌프의 성능 향상을 위한 연구로써 제상 방법으로 고온냉매 우회방법을 사용하고 내부열교환기를 장착한 열펌프 시스템의 성능을 ISO5151의 표준제상 조건에서 실험하였다. 실험은 고온냉매 우회방법과 가장 일반적인 제상 방법인 시간주기 제상방법을 비교하였으며 착상 발생 후 압축기 출구의 고온냉매를 실외기 입구로 우회시킬 때 실외기 홴 속도를 정상속도에 대하여 0%, 30%, 60%, 90%로 변화 시키면서 열펌프의 성능변화를 관찰하였다. 연구결과 210분의 열펌프 가동시간 동안 고온냉매 우회방법은 시간주기 제상방법 보다 $2.2{\sim}6%$ 높은 평균 성능계수를 나타냈으며 고온냉매 우회방법에서는 실외기의 홴 속도가 60%일 때 가장 좋은 성능계수와 난방용량을 나타냈다.

• 플랜트 저널
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• 제16권4호
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• pp.26-32
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• 2020

화력발전소에서 장치 이상이나 열화로 인해 발전효율이 저하될 때 운전자가 이를 감지하고 적시에 조처를 취할 수 있도록 지원하는 성능관리시스템은 무엇보다도 발전효율을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 공정용 증기 또는 난방용열(이하 공정용 증기로 단일화 표기)과 전기를 동시에 생산하는 열병합발전에 대해 지금까지 다수의 발전효율 모델들이 제안되었는데, 대부분 공정용 증기의 가치를 제대로 평가하지 못해 발전효율을 정확하게 예측하지 못했다. 본 연구에서는 발전효율 예측 모델의 계수를 조업 데이터를 통해 결정하고, 공정용 증기의 전기 환산효율(ECE, Electricity Conversion Efficiency) 모델을 적용함으로써 공정용 증기의 가치를 정확하게 평가할 수 있도록 하였다. 본 방법을 열병합발전의 설계 데이터에 적용하여 발전부하에 대한 발전효율의 추세선을 구한 결과 R2가 99.91%로 회귀 수준이 매우 높았다. 본 결과로부터 조업 데이터를 이용한 ECE 모델 계수 결정 방법이 발전효율을 정확하게 예측하여 열병합발전에 대한 성능 모니터링에 적합함을 확인할 수 있었다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제36권1호
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• pp.173-178
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• 2020

In this study, we analyzed space heating and domestic hot water(DHW) charges from 2017 to 2018 for 151,206 households in 202 apartment complexes built from 1997 to 2016, in order to evaluate the effectiveness of Korea's insulation standards reinforcement. The applied insulation standards were revised three times(in 1987, 2001 and 2010). We used the Anderson-Darling test to review the normality of the space heating and DHW charges. As a result, each p-value was greater than 0.05 and it followed the normal distribution. The annual average space heating charges per unit area of apartments with the 1987 insulation standards were 5,237￦/㎡a in 2017 and 5,328￦/㎡a in 2018. The heating charges with the 2001 standards were 4,827￦/㎡a in 2017 and 4,817￦/㎡a in 2018. Compared to previous standards(1987 standards), heating charges decreased by 7.8% and 9.6%. Also the heating charges with the 2010 standards were 3,683￦/㎡a in 2017 and 3,734￦/㎡a in 2018. Compared to previous standards(2001 standards), heating charges decreased by 24.3% and 21.5%. On the other hand, compared to each previous standards, DHW charges were decreased by 12.2%, 13.6% or increased by 4.6%, 6.9%, which means there's no correlation between insulation standards reinforcement and DHW charges.

• Design & Manufacturing
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• 제14권4호
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• pp.17-24
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• 2020

Products for heating indoors in low temperature and dry winter are largely divided into products using fossil fuels and products using electricity. The fossil fuels can warm the entire space by convection, but there is a high risk of fire and the frequent ventilation due to the increase in carbon monoxide and carbon dioxide. Heaters using electricity are mainly used because they are convenient to use and are cheap. However, these products can not efficiently warm the air because they use radiation energy. In other words, only the front part exposed to the heater is warm, and the rear part has no heating effect at all. Also, because it emits a large amount of light, fatigue of the eyes is very high. Another problem is that when using electric heaters, the room tends to be dry by high heat. Indoor humidity maintenance is a very important factor in the prevention and treatment of respiratory diseases. Especially, it is essential for health care for infants, bronchial organs and people with weak respiratory because humidity is low in winter. In this study, we conducted a study to develop a product that can improve heating efficiency while maintaining proper indoor humidity by combining heat energy and moisture particles. The concept of humidification and heating at the same time, moisture particles generated in the humidifier pass through the heater, include thermal energy, and the moisture particles with thermal energy are diffused into the space by forced convection, thereby warming the entire space. In addition, the heating time is shortened as the feeling temperature is increased with the high relative humidity, and this has the effect that the heating cost in winter is reduced.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제62차 하계학술대회논문집 28권2호
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• pp.577-578
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• 2020

본 연구의 목적은 흰점박이꽃무지 사육농가 및 사육환경에 대해 일반농가의 실태를 조사·분석하여 식용곤충 사육시설에 대한 기초 연구자료를 수집하기 위한 것이다. 전국에 곤충사육 농가로 등록한 업체 중에서 흰점박이꽃무지를 사육하는 농가 17농가를 대상으로 설문조사를 실시하여 농장운영 및 시설·장치 현황 등을 조사하였으며, 주요 결과는 다음과 같다. 일반적으로 곤충사육 농가는 대부분 농가형으로 운영되고 있지만, 생산업, 유통업 및 가공업 등으로 신고하여 곤충사육 농가에서 직접 생산, 가공 및 제품 개발 등을 하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 대부분의 곤충사육 농가는 판넬 형식의 건축물 내에서 냉·난방기를 가동하여 곤충의 생육환경을 조성하고 있으며, 필요에 따라 IoT 기반의 사양관리 장치 및 운영관리 시스템을 활용하고 있는 것으로 파악되었는데, 식용곤충 대량생산을 위한 사양관리 장치 및 생산 기반시설 구축은 여전히 부족한 상황으로 개선이 필요해 보인다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.161-161
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• 2017

스마트 시설환경의 제어 요소는 난방기, 창 개폐, 수분/양액 밸브 개폐, 환풍기, 제습기 등 직접적으로 시설환경의 조절에 관여하는 인자와 정보 교환을 위한 통신, 사용자 인터페이스 등 간접적으로 제어에 관련된 요소들이 복합적으로 존재한다. PID 제어와 같이 하는 수학적 논리를 바탕으로 한 제어와 전문 관리자의 지식을 기반으로 한 비선형 학습 모델에 의한 제어 등이 공존할 수 있다. 이러한 다양한 요소들을 복합적으로 연동시키기 위해선 기존의 시퀀스 기반 제어 방식에는 한계가 있을 수 있다. 관행의 방식과 같이 시계열 상에서 획득한 충분한 데이터를 이용하여 제어의 양과 시점을 결정하는 방식은 예외 상황에 충분히 대처하기 어려운 단점이 있을 수 있다. 이러한 예외 상황은 자연적인 조건의 변화에 따라 불가피하게 발생하는 경우와 시스템의 오류에 기인하는 경우로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 실시간으로 변하는 시설환경 내의 다양한 환경요소를 실시간으로 분석하고 상응하는 제어를 수행하여 수학적이며 예측 가능한 논리에 의해 준비된 제어시스템을 보완할 방법을 연구하였다. 과거의 고성능 컴퓨팅(HPC; High Performance Computing)은 다수의 컴퓨터를 고속 네트워크로 연동하여 집적적으로 연산능력을 향상시킨 기술로 비용과 규모의 측면에서 많은 투자를 필요로 하는 첨단 고급 기술이었다. 핸드폰과 모바일 장비의 발달로 인해 소형 마이크로프로세서가 발달하여 근래 2 Ghz의 클럭 속도에 이르는 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)가 등장하기도 하였다. 상대적으로 낮은 성능에도 불구하고 저전력 소모와 플랫폼의 소형화를 장점으로 한 AP를 시설환경의 실시간 제어에 응용하기 위한 방안을 연구하였다. CPU의 클럭, 메모리의 양, 코어의 수량을 다음과 같이 달리한 3가지 시스템을 비교하여 AP를 이용한 마이크로 클러스터링 기술의 성능을 비교하였다.1) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 1GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 2) 2.0 Ghz, 4 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 3) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 64Bit Linux(Arch64). 병렬 컴퓨팅을 위한 개발 라이브러리로 MPICH(www.mpich.org)와 Open-MP(www.openmp.org)를 이용하였다. 2,500,000,000에 이르는 정수 중 소수를 구하는 연산에 소요된 시간은 1)17초, 2)13초, 3)3초 이었으며, $12800{\times}12800$ 크기의 행렬에 대한 2차원 FFT 연산 소요시간은 각각 1)10초, 2)8초, 3)2초 이었다. 3번 경우는 클럭속도가 3Gh에 이르는 상용 데스크탑의 연산 속도보다 빠르다고 평가할 수 있다. 라이브러리의 따른 결과는 근사적으로 동일하였다. 선행 연구에서 획득한 3차원 계측 데이터를 1초 단위로 3차원 선형 보간법을 수행한 경우 코어의 수를 4개 이하로 한 경우 근소한 차이로 동일한 결과를 보였으나, 코어의 수를 8개 이상으로 한 경우 앞선 결과와 유사한 경향을 보였다. 현장 보급 가능성, 구축비용 및 전력 소모 등을 종합적으로 고려한 AP 활용 마이크로 클러스터링 기술을 지속적으로 연구할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제11권3호
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• pp.101-107
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• 2002

본 연구에서는 온실의 온풍식 난방시스템 연통에 장착할 수 있는 폐열 회수기의 성능을 개선하기 위하여 각각 상이하게 설계된 3개의 열교환 장치에 대해 열회수 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. A형 열회수시스템의 경우, 초기 투자비용과 현재의 농용 전력요금 하에서 대체로 1년을 전후하여 투자에 대한 보상이 충분한 것으로 판단된다. B형 및 C형 열회수시스템의 경우, 열 회수용 공기 흐름방향이 180$^{\circ}$굴절로 저항이 크게 발생되어 송풍팬의 전압 증가에 따른 유속 증가가 미미하며 동일한 열 교환면적에서는 송풍팬의 공기저항 증대로 열 회수 성능이 현저히 개선되지는 못했지만, 직선형보다 B형의 경우 약 5%. C형의 경우 약 13%정도 높은 열 회수효율을 보였다. 송풍팬의 용량은 A형에 사용된 용량인 25m$^3$/min전후가 적절할 것으로 판단되며, 적정 송풍팬 용량 하에서 열회수성능은 헤어핀형이 직선형보다 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 헤어핀형은 물론 직선형에서도 열교환 파이프의 배치밀도, 파이프 길이 및 두께 등의 변화에 따른 최적화 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.99-120
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• 2017

한국지역난방공사 SS지사에서는 시설용량 전기 99MW, 열 98Gcal/h 규모의 열병합(Combined Heat & Power) 발전소를 구역전기사업으로 운영하고 있다. 이 지역은 경기불황과 수요감소로 하절기 6~9월 사이에 잉여열 처리문제가 발생하여 발전기를 가동하기 곤란한 상황이므로 경제성 있는 에너지 신사업모델 개발이 절실하다. 본 연구에서는 이곳의 실제 운영자료를 기반으로 신재생 에너지 하이브리드 시스템을 도입하여 최적화 운영모델을 개발하고자 한다. 특히 신재생에너지 중에서도 입지제약이 작고 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 연료전지(Fuel Cell)발전과 대표적인 신재생에너지인 태양광(Photovoltaic)발전과 심야발전시 전력을 저장하여 주간에 전력을 방출 할 수 있는 ESS(Energy Storage System)의 조합을 검토하였다. 이에 따른 최적화 모델 선정은 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) 프로그램을 활용하였다. 경제성 분석을 수행한 결과, 순 현재비용(NPC) 측면에서는 기존의 99MW 열병합발전이 가장 경제적이지만 신재생에너지를 사용하여 발생되는 탄소배출권 거래와 REC(Renewable Energy Certificate) 거래를 포함한 측면에서는 99MW의 CHP와 5MW의 연료전지, 521kW의 태양광을 하이브리드 시켜서 전력과 열을 공급하는 것이 99MW의 CHP 열병합발전만으로 전력과 열을 공급하는 것보다 최대 2,475억원 경제적인 것으로 나타났다. 구역전기사업에서 최적화 공정모델로 연료전지와 신재생에너지 하이브리드 시스템을 도입함으로써 경제성을 개선시킬 수 있는 결과를 확인하였다.