• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.477-484
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• 2016

다중효용 태양열 담수기에서 다중효용부 각 효용단의 해수 공급유량은 효용수 증가에 따른 열에너지 감소를 고려하여 점차 줄어드는데, 선행연구에서는 효용단 별 서로 다른 공급유량 감소율을 제시하였다. 이론적으로 열에너지 감소율이 일정하기 때문에 효용단 별 서로 다른 유량감소율은 적절하지 않다. 본 논문에서는 수치해석을 통해 다중효용부의 공급유량 감소율에 따른 담수생산량 특성을 분석하였다. 해석결과 공급에너지가 같은 조건(12MJ)에서 동일한 감소율(11%)일 때와 그렇지 않을 때의 생산량 차이는 0.56%로 거의 비슷하였다. 또한 수치해석을 통해 고온의 배기가스로부터 얻은 공급 에너지량에 따라 다중효용부 해수공급유량의 최적값을 도출하였다. 최적 유량은 에너지의 공급 형태에 따라 선형적으로 증가하거나 증가 후 평형상태에 도달하는 현상이 발생하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권6호
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• pp.607-613
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• 2010

도서지역에서 많이 사용하고 있는 소형 발전기의 폐열을 열원으로 이용하는 소용량 자급형 해수담수화장치의 설계 자료와 성능실험 결과를 제시하였다. 제안된 담수기는 조밀간격 수직형 평행평판이 복수단으로 구성된 다중효용방식으로서, 해수가 흐르는 윅(wick)이 부착되어 있다. 복수단의 평판에서 증발과 응축과정이 반복적으로 일어나므로 열에너지를 재이용하게 되어 담수생산량을 증가시킨다. 제안된 담수기의 성능실험 결과 5.6 kVA 발전기의 폐열이 담수화의 증발열원으로 사용될 수 있음을 알 수 있었고, 1중 효용만으로 최소 6.7 kg/day의 담수를 생산할 수 있었다. 이 결과는 10중 효용의 경우 약 35~44 kg/day를 기대할 수 있는 양으로서, 동일 전열면적의 태양열 증류기의 일일 최대 생산량보다 약 16~4배 많은 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.511-519
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• 2017

태양열 및 발전기의 배기가스 폐열을 복합열원으로 이용하여 작동되는 하이브리드 태양열 해수담수기의 성능을 증가시키기 위한 실험을 수행하였다. 실험 장비는 집열 면적이 $1m{\times}2m$인 단순 태양열 증류기와 수직 다중효용부로 구성되어 있다. 실험은 두 대의 동일한 하이브리드 태양열 해수담수기에 대하여 태양열을 열원으로 실외에서 다양한 운전 조건으로 수행하였다. 실험 결과 하이브리드 태양열 해수담수기의 담수 생산량은 다양한 운전 조건에 의존하였다. 태양열 증류기의 측면 유리에 단열을 하는 것과 낮은 초기 베이진 해수 수위는 태양열 해수담수기의 성능을 증가시켰다. 반사율이 평균 47%보다 낮은 반사휜의 적용은 예상과 다르게 총 생산량을 감소시켰다. 그러나 다중효용부로 공급하는 해수 공급 유량은 실험 범위 내에서 생산량에 명확한 영향을 보이지 않았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.513-522
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• 2013

본 연구에서는 다중효용 증발식 담수기에 쓰이는 강하막식 증발기의 수치해석을 수행하였다. 증발기에 사용되는 다관군을 다공성 매질로 묘사하고 공간평균 개념을 적용하였다. 증발기 내부의 유동계산 및 열 전달로 인한 상변화를 계산하기 위해서 FLUENT 와 UDF 가 사용되었다. 작동조건에 대한 증발기의 성능변화를 살펴보기 위해 수평관 내 증기 질량 유속을 $0.5{\sim}2.5kg/m^2s$, 관내입구 측 비 응축성 기체의 질량분율을 0~1%, 그리고 수평관 외 뿌려지는 강하막의 액막 레이놀즈 수를 100~1000 으로 바꾸어가며 해석을 수행하였다. 관내 증기유속 및 관외 강하막 레이놀즈 수가 증가할수록 증발량은 증가하였으며, 관내 비 응축성 기체의 질량분율이 1%증가함에 따라 증발량이 0.87%줄어들었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.74-79
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• 2011

This study was accomplished to evaluate the performance of Multi Effect Distillation(MED) for solar thermal desalination system. It was designed Multi effect distillation with $3m^3/day$ capacity and Shell&Tube type heat exchanger. Also, The effective heat transfer of Shell&Tube heat exchanger was used Cu(90%)-Ni(10%) corrugated tube. The parameters relating to the performance of Multi Effect Distillation are known as hot water flow rate. The experimental conditions for each parameters were $18^{\circ}C$ for sea water inlet temperature, $6m^3/hour$ sea water inlet volume flow rate, $75^{\circ}C$ for hot water inlet temperature, 2.4, 3.6, and $4.8m^3/hour$ for hot water inlet volume flow rate, respectively. The results are as follows, Development for Multi effect distillation was required about 40kW heat and 35kW cooling source to produce $3m^3/day$ of fresh water. And, Performance ratio of Development Multi effect distillation was about 2.0191.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권1호
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• pp.1-7
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• 2011

This study was accomplished to evaluate the performance of Multi Effect Distillation(MED) for solar thermal desalination system. It was designed Multi effect distillation with $3m^3$/day capacity and Shell&Tube type heat exchanger. Also, The effective heat transfer of Shell&Tube heat exchanger was used Cu(90%)-Ni(10%) corrugated tube. The parameters relating to the performance of Multi Effect Distillation are known as hot water flow rate. The experimental conditions for each parameters were $18^{\circ}C$ for sea water inlet temperature, $6m^3$/hour sea water inlet volume flow rate, $75^{\circ}C$ for hot water inlet temperature, 2.4, 3.6, and $4.8\;m^3$/hour for hot water inlet volume flow rate, respectively. The results are as follows, Development for Multi effect distillation was required about 40kW heat and 35kW cooling source to produce $3m^3$/day of fresh water. Based on the results of this study, It makes possible to secure economics of desalination system with solar energy which is basically needed development of high efficiency fresh water generator.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.68-73
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• 2011

This study was performed numerical analysis in order to analyze liquid film flow of heat exchanger tube arrangement and configuration of evaporative multi effect distillation system using medium-temperature. Simulation was accomplished the two-dimensional calculations using commercial analyses program FLUENT based on the FVM(finite volume method). Fresh water generator of this study used Shell & Tubes heat exchanger with Cu_Ni tube, configuration of tube used bare tube and corrugated tube, and arrangement of tube used in-line array and staggered array. Performance of heat exchanger through the formation of liquid film was compared and analyzed. Liquid film flow occurred that falling on heat exchanger tube wall. Result of simulation showed that liquid film thickness of in-line arrangement was found 0.57mm with bare tube and 0.67mm with corrugated tube, respectively. And liquid film thickness of staggered arrangement was found 0.39mm with bare tubes and 0.62mm with corrugated tubes, respectively. Liquid film thickness of corrugated tube showed thicker than bare tube, but heat transfer rates of corrugated tube showed higher than bare tube. The reason was considered that surface area of corrugated tube was wider than bare tube. And liquid film thickness of staggered arrangement showed thinner than in-line arrangement, so thermal performance of staggered arrangement showed higher than in-line arrangement.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.81-86
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• 2013

소형디젤 발전기의 배기가스는 양적 및 질적 수준에서 유용하게 활용되기에는 부족한 폐열원으로 간주된다. 그러나 본 연구에서는 이러한 배기가스의 폐열을 히트파이프에 의해 회수하고 다중효용확산 증발에 의해 효율적으로 열을 이용하는 해수담수기를 제안하였다. 제안한 증류기는 $171^{\circ}C$의 배기가스에서 52 W 의 폐열을 회수할 수 있고, 이 회수 열량 중 약 85%가 약 70 g/h의 담수를 생산할 수 있는 유용한 열량으로 사용된다. 이 결과는 50cc, 4 행정 엔진을 가진 극소형 발전기의 폐열에 대하여 단효용 장치의 실험값이므로, 10 중효용으로 구성할 경우 약 500 g/h 의 성능을 가질 수 있는 것으로 계산되었다. 따라서 본 증류기는 전기와 담수가 동시에 부족한 지역에서 실제 필요한 식수량을 확보할 수 있는 소용량 담수화장치로 유용하게 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1061-1068
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• 2013

본 연구에서는 선행연구에서 제시된 태양열원식 해수 담수기 모델에 디젤 발전기 폐열을 적용하였을 때 설계변수에 따른 담수량을 수치해석을 통하여 예측하고, 최적설계를 위한 자료를 제시하고자 하였다. 선행연구를 기초로 수학적 모델을 설정하였고, 폐열 회수관으로부터의 열교환량을 고려하였다. 해석의 결과를 선행연구의 결과와 비교 분석하여 해석의 타당성을 확보하였고, 타당성이 검증된 해석모델을 적용하여 여러 가지 설계 변수에 따른 담수량을 예측하였다. 결과적으로 선행연구와 전반적으로 일치한 해석결과를 확인하였고, 디젤 발전기 폐열을 적용하였을 때 담수량 향상정도를 확인하였다. 또한 수치해석을 통하여 최적의 효용단 수, 유리덮개 경사각 등을 결정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.201-201
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• 2010

The evaporative desalination system with solar energy would be the efficient and attractive method to get fresh water. This study was described the development of Multi Effect Distillation(MED) with solar energy desalination system. The system was designed and manufactured Multi effect distillation on the capacity of $3m^3$/day. The experimental apparatus consists mainly of ejector pump, Hot water pump, flow meter, demister, cooler, evaporator and condenser. Evaporator and condenser were made Shell&Tube Heat Exchanger type with corrugated tube. The experimental variables were chosen $75^{\circ}C$ for hot water inlet temperature, 40, 60 and $80{\ell}$/min for hot water inlet volume flow rate, 6.0 and $8.0{\ell}$/min for evaporator feed seawater flow rate, $18^{\circ}C$ for sea water inlet temperature to cover the average sea water temperature and the salinity of sea water is measured about 33,000 PPM (parts per million). for a year in Korea. This study was analyzed the results of thermal performance of Multi Effect Distillation. The results are as follows, The experimental Multi effect distillation is required about 40 kW heat source for production of $3m^3$/day fresh water. Various operating flow rate was confirm in the experiments to get the optimum design data and the results showed that the optimum total flow was $8.0{\ell}$/min. Comparison of Single Effect Distillation with Multi Effect Distillation showed MED is at least more than double of SED.