• 설비공학논문집
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• 제15권6호
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• pp.471-479
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• 2003

A simulation on the performance of a transcritical $CO_2$ heat pump system is carried out to investigate its characteristics for various operating conditions. Cycle simulation models are established for a steady-state simulation and are verified by comparing experimental data. Based on correlations and methods available in the literature, the processes in individual components of the transcritical cycle are simulated to analyze the performance of $CO_2$ transcritical heat pump system. The simulation models are good enough to predict the performance of a $CO_2$ transcritical cycle. Simulation results are provided to show the relative effects when varying the size of internal heat exchanger and the discharge pressure of a compressor.

• 설비공학논문집
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• 제16권2호
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• pp.158-166
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• 2004

The performance of a heat pump using $CO_2$ is predicted and analyzed by using a cycle simulation model developed in this study. Cycle simulations are conducted by varying design parameters and operating conditions with the applications of advanced techniques to improve system performance. The applied systems in the simulations are internal heat exchanger, expander, and 2-stage compression with intercooling. As a result, the applications of advanced techniques improve the heating and cooling performances of the transcritical $CO_2$ cycle by 8∼26％ and 20∼30％, respectively, over the basic cycle.

• 설비공학논문집
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• 제9권4호
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• pp.536-544
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• 1997

This study presents test results of a residential window system air-conditioner using R22 and two potential alternative refrigerants, R407C and R410B. A series of performance tests was performed for the basic and liquid-suction heat exchange cycle in a psychrometric calorimeter test facility. For R407C, the same rotary compressor was used as in the R22 system. However, compressor for the R410B system was modified to provide the similar cooling capacity. The evaporator circuit was changed to get a counter-cross flow heat exchanger to take advantage of zeotropic mixture's temperature glide, and liquid-line suction-line heat exchange cycle was also considered to improve the performance of the system. Test results were compared to those for the basic R22 system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1001-1008
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• 2011

본 논문은 내부 열교환기를 가지는 R744와 R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 운전변수에 대한 최적의 설계를 위해서 냉동장치의 성능과 엑서지를 이론적으로 분석하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 과열도와 과냉각도, 내부 열교환기와 압축기 효율, 증발 및 응축온도 등이다. 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 캐스케이드 증발온도가 증가할수록 R404A용 고온사이클의 COP는 증가하는 반면에, R744용 저온사이클의 COP는 감소한다. 따라서 이러한 이유로 전체 캐스케이드 냉동사이클의 COP는 거의 일정하다. 또한 캐스케이드 증발온도가 증가할수록 R404A용 응축기와 압축기의 엑서지 손실이 가장 큰 것을 알 수 있다. 따라서 R744와 R404A용 캐스케이드 냉동시스템의 COP 향상을 위해서는 R404용 응축기와 압축이의 엑서지 손실을 줄여야만 한다.

• 설비공학논문집
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• 제20권8호
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• pp.517-525
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• 2008

In order to study the heat transfer and pressure drop of an internal heat exchanger for $CO_2$ heat pump under cooling condition, the experiment and numerical analysis were performed. Four kinds of internal heat exchangers with a coaxial tube type and a micro-channel tube type were used. The experimental apparatus consisted of a test section, a power supply, a heater, a chiller, a mass flow meter, a pump and a measurement system. The section-by-section method and Hardy-Cross method were used for the numerical analysis. The effects of the internal heat exchanger refrigerant flow rate, the length of the internal heat exchanger, the operating condition of the gas-cooler, the evaporator and the type of the internal heat exchangers were investigated. With increasing of the flow rate, the heat transfer rate increased about 25%. The heat transfer rate of the micro-channel tube type was higher about 100% than that of the coaxial tube type. With increasing of the length of the internal heat exchanger, the heat transfer rate increased about $20{\sim}50%$. The pressure drop of the low-side tube was larger compared with that of the high-side tube.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4117-4123
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• 2013

본 연구에서는 해수용 열교환기의 코팅에 따른 해수 부식특성을 조사하기 위해 실험이 수행되었다. 코팅은 테플론, 전착, 세라믹+실리콘 3종을 선정하였고, 코팅되지 않은 알루미늄 부식과 비교하였다. 해수부식을 가속시키기 위하여 $70^{\circ}C$ 고온의 농도 3.5% 인공해수를 제작하여 9주 동안 침지부식을 시켰다. 침지기간에 따른 코팅의 부식특성 변화를 관찰하기 위하여 임피던스 분광법과 SEM을 이용하였다. Bode 선도에서 얻어진 분극저항으로부터 코팅재질의 내부식성을 확인하였다. 이중코팅은 4주 이후에도 코팅의 내부식성을 유지하였다. 또한 침지기간에 따라서 금속모재와 점착된 코팅면 사이에 블리스터가 발생할 수 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.361-375
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• 2015

에너지파일은 기존의 수직밀폐형 지중열교환기를 경제적으로 대체할 수 있는 새로운 형태의 지중열교환기이다. 즉, 에너지파일은 건물의 기초 구조물과 지중열교환기의 역할을 동시에 수행하는 에너지 구조체로서, 말뚝 기초 내부에 열교환 파이프를 삽입하고 파이프를 통해 유체를 순환시켜 지반과의 열교환을 유도한다. 본 연구에서는 병렬 U형(5쌍, 8쌍, 10쌍)의 열교환 파이프를 대구경 현장타설 에너지파일에 삽입하여, 3본의 에너지파일을 실규모로 시공하였다. 또한 현장 열응답 시험(In-situ thermal response tests, TRTs)을 수행하고 시공된 현장타설 에너지파일과의 열교환 효율을 비교하기 위하여 30m 깊이의 수직밀폐형 지중열교환기를 별도로 시공하였다. 병렬 U형 현장타설 에너지파일에 대해서는 냉난방 부하를 인공적으로 주입하는 열교환 성능 평가시험을 수행하여 열교환 성능(heat exchange rate)을 평가하였다. 마지막으로 현장타설 에너지파일의 적용성 평가를 위해 산정된 상대 열교환 효율(relative heat exchange efficiency) 및 열교환 성능을 선행 연구 결과와 비교하였으며, 본 연구에서 시공된 현장타설 에너지파일은 안정적이고 효율적인 열성능을 보이는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.915-924
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• 2014

항공기용 가스터빈 엔진에 있어서, 기어 어셈블리 및 전자장비에 사용되는 오일의 냉각을 위하여 열교환기가 사용되며 이를 Surface air-oil heat exchanger (SAOHE) 라고 한다. 이 열교환기는 엔진 팬 케이싱 내부에 설치되며 기어박스 시스템 및 전자장비로부터 바이패스 덕트 후류 쪽으로 열을 소산시킨다. 본 연구의 목적은 SAOHE 의 설계를 위한 효율적인 수치해석방법을 개발하는 것이다. SAOHE 설치에 따른 핀에서의 열공력학적 성능을 평가하기 위하여 다공성 모델을 활용한 2 차원 수치해석을 수행하였고, 열교환기 성능평가에 대해 시간 및 비용적으로 효과적인 1 차원 열유동 네트워크 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램을 이용하여 열교환기의 압력강하 및 열전달 성능을 예측하였고, 1 차원 열유동 네트워크 프로그램을 검증하기 위해 2 차원 전산해석 결과 및 실험 결과와 비교하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.91-100
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• 2004

Plate heat exchangers (PHE) have been widely used in different industrial applications, because of high heat transfer efficiency per unit volume. Basic study is performed for PHE to the application of intercooler in automobile. In order to understand the flow phenomena in the plate heat exchanger, a channel which was formed by the upper and lower plate in single plate was considered as calculation domains. Because chevrons attached on the upper plate are brazed with chevrons attached on the lower plate, the flow channel has very complex configuration. This complex geometry was analyzed by Fluent. In order to validate this methodology the proper experimental and theoretical data are collected and compared with numerical results. Finally, due to the lack of experimental values for PHE to the application of intercooler, various chevron angles and air velocities at inlet were tested in terms of physical phenomena. From this point of view, results of velocity vector, path lines, static pressure, heat flux, heat transfer coefficient, and Nusselt number are physically reasonable and accepted for the solutions. From these results, the correlations for pressure drop and Nusselt number with respect to chevron angle and Reynolds number in specific PHE are obtained for the design purpose. Thus, the methodology of the flow analysis in the full geometry of the channel was established for the predictions of performance in plate heat exchanger.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.87-96
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• 2005

본 논문은 압력차로 인한 유체의 유동장에서 서스펜션의 입자 밀도를 분포 규명하기 위해 적용할 수 있는 Electric Impedance Tomography (EIT)의 새로운 기법에 대한 효율성을 다루고 있다. Regularized Newton-Raphson iterative method를 근간으로 inverse problem의 해를 구하는데, 이는 곧 목적 함수(object function)를 몇 가지의 제한조건(constraints) 하에서 최소화시키는 과정이라 할 수 있다. 한편, 관련 forward problem은 유한요소법(FEM)을 이용하여 해결하며, 기존의 연구와는 달리 선형 형상 함수(linear shape function)를 이용하여 전도도가 연속적인 물성치로 유동장에 분포되어 있는 것으로 가정하였다. 여러 경우의 test run에 대한 결과는 본 논문에서 적용한 방법론의 타당성을 보여 주고 있다. 태양에너지의 추출을 위해 직접촉식 열교환기가 종종 이용되고 있는데, 본 연구는 열교환기 내부의 분산 유체에 대한 해석에 일조를 할 수 있을 것으로 기대된다.