• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1337-1348
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• 1990

본 연구에서는 Peng-Robinson 상태 방정식을 기본으로 하여 먼저 단일 성분의 냉매에 대한 열역학적 물성치를 구한 뒤 그 정확도를 검증하고, 동일한 형태의 상태식 과 적절한 혼합 법칙을 통해 혼합냉매의 기액 평형 상태와 냉동 및 열펌프 사이클 해 석에 필요한 엔탈피와 엔트로피 등의 열역학적 물성치를 추산하고자 한다.단일 성 분의 냉매로서는 R13B1, R22, R12, R152a, R114를 택하였고, 혼합냉매로서는 앞의 단 일성분 냉매를 혼합한 것 중에서 그 기초적인 실험 자료가 아미 알려진 R13B1/R114, R22/R114, R12/R114 R152a/R114, R13B1/R152a 및 R13B1/R12를 택하였다. 이는 추후 상이한 냉매를 단일식으로 나타낼 수 있는 대응상태의 원리를 사용한 열물성 계산의 기반이 될 수 있을 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.836-842
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• 2013

본 연구에서는 고효율 20 kW급 해양온도차 발전사이클을 새롭게 제안하고, 발전사이클의 성능이 최대가 되는 작동유체를 선정하기 위해서 단일냉매 15종과 혼합냉매 16종을 적용하여 발전사이클의 성능을 비교 분석하였다. 시스템 효율, 필요 냉매순환량, 그리고 TPP와 같은 인자를 사용하여 발전사이클의 특성을 분석하였다. 우선, 발전사이클의 효율 측면에서는 R32/R152a(87:13)이 가장 높으며, 필요 냉매 순환량은 R717이 가장 낮다. 그리고 논문에서 새롭게 제시한 TPP의 분석 결과에서는 R32/R134a 70:30이 가장 적합한 냉매로 나타났다. 이상의 결과로부터, 각각의 분석인자에 적합한 냉매는 그 목적에 따라서 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 분석인자에 맞는 냉매의 선정이 필요하다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권2호
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• pp.153-159
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• 2012

자동차 에어컨 냉매로 사용되어온 CFC-12는 1991년부터 1994년에 걸쳐 HFC 계열의 냉매인 R134a로 대체되었으며, R-134a는 현재자동차 에어컨 냉매로 널리 사용되고 있다. 그러나 R-134a는 지구온난화 지수(GWP)가 1,300으로 매우 높으며, 교토의정서에서 정한 6대 온실가스 중에 하나로 포함되어 누출량 관리 및 대체 냉매 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 자동차에서 배출되는 $non-CO_2$ 온실가스 배출량 산출을 위한 기초연구로 실차 상태에서의 에어컨 냉매 누출량을 분석하기 위하여 가변온도밀폐실(VT shed)과 Running loss test shed를 이용하여 R-134a의 농도변화를 측정하였다. 대상차종에 대한 주차상태에서 R-134a 누출량을 분석한 결과, 연간 누출량이 6.46~13.28 g/yr 수준으로 기존의 에어컨 시스템을 이용한 누출량 분석결과와 유사한 수준으로 분석되었다. 동일 모델 차량에 단일증발기를 적용한 차량과 이중증발기를 적용한 차량에 대해 냉매 누출량을 비교한 결과, 단일증발기로 구성된 에어컨이 적용된 차량에 비하여 이중증발기가 적용된 에어컨이 장착된 차량에서 누출량이 높게 나타났다. 이는 이중증발기 적용에 따라 에어컨 시스템 구성시 연결부위(호스, 접합부 등)가 추가되면서 해당 부위에서의 누출이 증가된 것으로 보인다. 또한, 차속별 R-134a 농도변화를 분석한 결과, 고속주행시(100 km/hr) 냉매 누출이 증가하였으며, 송풍량 증가에 따른 누출량 변화는 나타나지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3327-3335
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• 2014

본 연구에서는 천연가스의 냉각을 위한 프로판을 냉매로 사용한 단일 및 다단 냉동 사이클에 대한 소요 에너지를 비교하였다. 이를 위해서 천연가스의 온도를$ -37.00^{\circ}C$까지 냉각시키기 위해서 프로판을 냉매로 사용하여 1단 압축 및 2단, 3단, 4단 압축을 이용한 냉동 사이클에 대한 비교 연구를 수행하였다. 전산모사를 위해 한국가스공사로부터 제공받은 천연가스 조성을 적용하였으며, 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태방정식을 적용하였다. 냉동기 압축 단수가 증가할수록 응축기의 heatduty는 점점 줄어드는 것을 알 수 있었다. 4단 압축공정의 경우 1단 압축공정에 비해 응축기의 heatduty는 약 20.36% 정도 감소하였으며 냉매의 총 순환 유량은 약 14.53% 감소하였다. 또한 4단 압축공정의 경우 1단 압축공정에 비해 압축기의 총 소요 동력은 약 41.61% 감소함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권4호
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• pp.63-73
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• 2018

잉여전력 등을 활용한 에너지저장시스템 분야에 기술에 관심이 집중되고 혁신적인 기술진보가 이루어지고 있다. 다양한 에너지저장시스템 분야 중 가스액화 방식을 활용한 액화공기에너지저장 시스템은 상당히 성숙된 기술로 알려져 있고, 높은 단위 에너지 밀도와 설치에 따른 지형적 제약이 거의 없으며 수명이 긴 저장 시스템이라는 많은 장점에도 불구하고, 단일공정 (공기액화-재기화 사이클)의 낮은 사이클 효율로 인해 상업화에 한계가 있었다. 본 연구에서는 낮은 사이클 효율을 개선하고자 2종류의 냉매(R-600a 와 메탄올)을 이용한 냉매사이클을 공기 액화 공정에 활용하여 사이클 효율을 향상시키고, 공기 압축시 발생하는 압축열을 열매체유 순환 사이클에 이용하여 이를 액화공기 재기화 공정의 터빈 입구 온도를 높이는데 활용하여 전력생산량을 추가적으로 증가시킴으로써 사이클 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 가능성을 Aspen HYSYS 공정 모사 프로그램을 활용하여 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권4호
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• pp.92-102
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• 2017

피셔-트롭쉬 합성반응은 CO와 H2의 혼합가스로 이루어진 합성가스를 부가가치가 높은 탄화수소 제품으로 변환시킨다. 본 논문에서는 저온 피셔-트롭쉬 합성반응과 단일, 다중 마이크로채널 반응기에 패킹시킨 촉매를 기반으로 강화된 반응조건의 열전달을 고려하여 전산유체역학 기반의 시뮬레이션을 진행하고 분석하였다. 단일채널모델을 통하여 CO 전환률이 ~65% 이상, $C_{5+}$ 선택도가 ~74% 이상을 달성하면서도 Co 기반의 super-active 촉매를 통해 GHSV를 $30000hr^{-1}$을 달성할 수 있음을 보였다. 다중 마이크로채널 반응기모델에서는 열전달 시뮬레이션을 동시에 해석하여, 3가지의 다른 반응기구조에 대해서, 직교류 wall boiling 냉매를 사용시 ${\Delta}T_{max}$가 23 K였으며 평행유동 subcooled 냉매와 평행유동 wall boiling 냉매의 경우 각각 15 K와 13 K의 ${\Delta}T_{max}$를 보였다. 반응기 전체적으로 498 - 521 K에서 온도제어가 가능했으며 계산된 사슬성장 가능성은 저온 피셔-트롭쉬 합성에 적합한 것으로 보인다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.467-476
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• 1999

공기에 의한 n-butane의 산화로부터 무수마레인산을 합성하는 고정층 촉매 반응기의 거동을 조사하였다. 대류-확산-반응기구로 묘사되는 고정층 촉매반응기의 거동은 Langmuir-Hinshelwood형의 반응속도식 및 비정상상태 이차원 유사균일상 모델을 적용 조사하였다. 예측모델은 Sharma의 pilot-plant 실험 결과인 단일층 반응기의 축방향 온도 및 수율 분포에 대한 최적적합을 통한 최적매개변수 추정에 의해 구성하였다. 또한 예측모델은 단일층 반응기와 통일한 수율 및 전화율을 생성시킬 수 있도록 모사된 불균열활성의 이중층 반응기가 열점에서 $8.96^{\circ}C$ 낮은 온도 상승을 일으켰다. 단일과 이중층 반응기의 가능한 조업조건 (냉매온도, 반응물의 농도, 온도 및 유량)변화에 대한 매개변수 감응도를 조사한 결과 동일한 조업 조건하에서 이중층 반응기가 단일층 반응기에 비해 더 넓은 조업범위는 물론 전화율 및 수율이 다소 높게 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1923-1924
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• 2006

본 논문은 HVAC(heating, ventilating, and air conditioning) 시스템에 대하여 Multi Fuzzy 제어기 설계를 제안한다. HVAC 시스템은 Compressor(압축기), Condenser(응축기), Evaporator(증발기), Expansion Valve 로 구성되며, 각각의 기기에 대한 제어가 독립적으로 이루여져 있다. 기존의 제어가 한 제어기를 사용한 단일방식으로 이루어지다보니 HVAC 시스템의 특성인 냉매의 상태가 달라지면 시스템 전반적으로 그 영향이 파급되는 부분까지 고려를 해 주지 못하고, 제어기의 성능이 효율적이지 못했다. 본 논문에서는 비선형성이 강하고 불확실하며 복잡한 시스템을 쉽게 제어할 수 있는 Fuzzy 제어기를 구성하여 Expansion Valve 와 Compressor 에서 동시에 제어하는 Multi 제어기를 설계한다. 제안된 Multi Fuzzy 제어기는 HVAC 시스템의 효율성과 안정성에 기초하여, 과열도와 저압을 제어한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.25-34
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• 2013

본 총설에서는 천연가스 액화공정의 최적설계에서 에너지 효율을 높이기 위해 고려해야 하는 주요 공정설계 인자들에 대한 논의와 상용 LNG 플랜트에서 이러한 인자들이 어떻게 적용되고 있는지에 대하여 살펴보았다. 압축기에서 소모되는 축일의 양을 최소화하기 위한 방법으로서 단일 냉매를 사용하는 냉각 사이클을 다단, 혹은 중첩 구조로 설계하여 온도 범위가 넓은 영역에서 운용하는 방법과 혼합냉매를 사용하여 단순한 사이클 구조를 유지하면서 최적 냉각공급 곡선을 유지하는 방법을 다루었고, 천연가스 액화조건에 맞추어 이러한 구조들의 최적 조합을 구성하는 원리를 소개하였다. 열 통합(heat integration) 기법을 활용하여 상용화 공정들의 특징을 도식적으로 고찰하였으며 아울러 에너지 효율 및 경제성에 대한 분석을 수행하였다. 또한 액화 공정 설계에서 사용되는 대용량의 압축기들을 구동하는 에너지 시스템에 대한 설계 문제를 살펴보았으며 최적설계를 위한 여러 가지 요소들을 고찰하여 보았다.

• 공업화학
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• 제10권8호
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• pp.1200-1209
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• 1999

무수프탈산 생산 공정의 조업 조건에서 실측한 이중 고정층 촉매 반응기의 온도분포, 수율 및 냉매의 입출구 온도에 대한 최적 적합으로부터 최적 매개변수 값을 추정함으로써 예측 모델을 구성하였다. 최대 전화율과 수율을 얻을 수 있는 고정층 촉매 반응기를 설계하기 위하여 반응기 길이 및 반경을 변화시켜 그 영향을 고찰하였다. 활성이 균일한 단일 고정층 촉매 반응기의 경우, 반응기 반경 r =0.01241 m에서 전 촉매층 길이 z =2.8 m, 그리고 이중층 반응기의 경우, 반응기 반경 r = 0.01254 m에서 전 촉매층 길이 2,80 m(상부촉매층: 1.88 m, 하부촉매층: 0.92 m)에서 우수한 성능을 보였다. 반응기 반경 변화의 경우, 반경 증가는 냉매로의 열전달 시간의 지연에 의해 열점 온도가 상승하였으며, 반경의 감소는 그 반대의 결과를 보였다.