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에어컨용 냉매압축기

  • 이승갑;소순갑;최영민
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제31권11호
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    • pp.8-14
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    • 2002
  • 가정용 룸에어컨이나 가정, 점포, 사무실에 사용하는 패키지에어컨은 쾌적한 주거 사무공간을 실현할 수 있기 때문에 최근 10년 동안에 광범위하게 보급되었고, 그 기술도 해마다 진보하고 있다. 그림 1에서 나타나듯이 2001년 가정용 룸에어컨의 국내생산 수량은 연간 600만대 수준이며, 패키지에어컨은 연간 약 80만대 수준이다. 2001년 기준으로 에어컨의 국내시장규모는 약 130만대로 세대 보급률이 약 40%에 도달하고 있다. 비록 패키지에어컨은 생산 수량면에서는 룸에어컨과 비교할 수 없지만, 한대의 냉방능력이 룸에어컨의 수배에서 수십배로 크기 때문에 전력에너지소비, 환경 등에 미치는 영향은 룸에어컨과 비견될 수 있다. 공조장치 보급에 따른 환경, 에너지 측면에서의 사회적 영향과 관심이 점차 커지고 있고, 이것을 개선하기 위한 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. 에어컨을 포함한 공조장치의 다수는 효율이 좋은 증기 압축식 냉동사이클로써 구성되어 있으며, 증기 압축식 사이클에서 냉매가스를 압축하여 순환시키는 심장역할을 하고 있는 것이 압축기이다. 또한 압축기는 공조장치 전체의 전력소비의 80%에서 90%을 차지하고 있어 에너지절감 기술개발과 환경기술개발의 포인트가 되는 기구이다. 최근에 에어컨용 냉매압축기의 기술적인 개발동향을 정리하면 다음과 같은 경향으로 진행되고 있다. (1)오존층 파괴 지수가 제로인 친환경 HFC계와 자연냉매용 밀폐형 압축기기술 (2)로터리압축기의 성능향상 및 대용량화 기술 (3)압축기용 모터의 DC화통에 의한 모터 효율 향상 및 압축기 효율 향상 기술 (4)스크롤압축기의 압축비 변화의 대응, 고효율 유지, 대용량화 등 성능향상기술 (5)로터리, 스크롤, 왕복동 압축기를 이용한 용량가변기술 본 논고에서는 룸에어컨과 패키지에어컨에서 사용되고 있는 밀폐형 압축기에 대해서 그림 2에서 나타내고 있는 냉방능력 10tons(120,000Btu/h) 이하를 중심으로 상기의 최근 기술 동향을 간략하게 소개하고자 한다.

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자연대류를 고려한 스프레이 코팅 룸에서의 온도분포 해석 (Numerical Analysis of Natural Convection inside Spray Coating Room on Temperature Distributions)

  • 김남웅;김보선;김국원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.425-430
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    • 2019
  • 아연말 코팅은 친환경성 및 고성능으로 인하여 널리 사용되고 있다. 일반적으로 코팅온도가 코팅층 두께 및 코팅 품질을 결정하는 주요한 요소이며 아연말 코팅의 경우에도 코팅 룸 내 균일하며 적절한 코팅온도가 요구된다. 본 연구에서는 일반적으로 사용하는 자연대류 상태에서의 아연말 스프레이 코팅 룸의 온도 분포를 해석하기 위해 룸 내부의 공기 유동을 포함하는 열 유동 전산 시뮬레이션을 수행하였다. 3차원 CAD 프로그램인 SolidWorks를 이용하여 스프레이 코팅 룸 전체와 예열실과 건조실을 모두 고려한 모델링을 수행하였으며 ANSYS의 FLUENT 프로그램을 이용하여 열 유동연성 해석을 수행하였다. 해석 결과 스프레이 코팅 룸에서의 온도 분포 특성을 파악할 수 있었으며, 현재의 상태로는 목표 온도 값인 $25^{\circ}C$에 미달하고 있었음을 알 수 있었다. 이에 두 가지 다른 경계조건 (히터를 추가하는 방법과 현재 상태에서 Open 부분을 닫는 방법) 에 대해 열 유동 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 히터를 추가하기보다는 Open된 부분을 닫는 방법이 더 좋은 결과를 나타내었다.

대규모 클린룸 화재의 시뮬레이션 (Simulation of Fire in Large Cleanrooms)

  • 박외철
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제28권3호
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    • pp.29-33
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    • 2014
  • FDS를 사용하여 대규모 클린룸에서의 화재에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 먼저 격자크기를 검토하여 크기가 $0.5{\times}0.5{\times}0.2m^3$인 격자를 사용하였다. 화재가 발생했을 때 온도와 가시거리, 일산화탄소의 성능위주설계 인명안전기준에 따라 안전을 확인하기 위하여 3개의 대규모 클린룸에서의 화재를 대상으로 하였다. 스프링클러가 작동하지 않는 경우에도 클린룸 모두 온도가 기준보다 낮아 안전함을 확인하였다. 또한 화재로 인한 가시거리의 감소와 일산화탄소농도도 무시할 수 있었다.

난류형 클린룸에서 영역분할법을 이용한 오염원 추정에 관한 연구 (Zoning Method to Predict Contaminant Sources in Turbulent-Type Cleanroom)

  • 김동권;성하금;한상목;황영규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권3호
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    • pp.253-260
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    • 2015
  • 클린룸 내부에서 발생한 오염은 복잡한 공정과 여러 가지 장비에 의해서 더욱 더 복잡한 형태를 나타내며, 다양한 오염 형태로 나타나게 된다. 이러한 경향으로 인해서 클린룸 내부에서 발생한 오염입자를 생산공정에 영향을 주지 않으면서 경제적이고 효율적으로 제어하기 위해서, 오염입자 분포에 대한 상세한 해석이 요구된다. 따라서 이러한 오염제어의 목적으로 오염원 추정법이 개발되었다. 본 논문에서는 기여도를 추정하기 위한 계산 가속화 방법으로 영역분할법을 제안하였다. 이 결과로부터 각 오염원의 오염 발생량을 정량적으로 예측할 수 있었다.

클린룸 내 다관절 로봇 주위의 유동해석 (Flow Analysis around the Multi-beam Robot in a Clean Room)

  • 이석영
    • 에너지공학
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    • 제24권3호
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    • pp.122-127
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    • 2015
  • 본 연구에서는 클린룸에서의 3차원 유동해석을 수행하였다. 로봇실험 장치에서 로봇의 움직임에 의해 형성되는 유동장에 대한 수치적인 분석을 본 연구에서는 다루고 있으며, 클린룸에서 로봇의 움직임에 대한 영향을 분진이 쌓이는 영역을 찾기 위해서 진행된다. 다관절 로봇의 움직임에 의해 생성되는 바닥 표면의 분진은 유동장 분석에 의해 예측될 수 있으며, 해석결과는 커다란 스월유동이 움직이는 로봇 주위에서 생성된다고 분석된다. 따라서, 가장 바람직한 유동 조건은 공기의 입구와 출구부의 위치를 다시 정하여 유동속도를 변화시키면서 검토해야 한다.

코팅 룸 배기시스템 수치해석 및 성능개선에 대한 연구 (A Study on Numerical Analysis and Performance Improvement of Ventilation Systems in Coating Room)

  • 이기연;김국원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.2086-2091
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    • 2013
  • 산업환기의 근본 목적은 유해물질로부터 작업자의 건강을 지키는 것으로, 제품생산과정에서 발생하는 유해물질 등을 빠른 시간에 외부로 배출하여 공기의 질을 높이고자 한다. 최근 산업환기에 대한 인식이 생산중심에서 인간중심으로 변하면서 이에 대한 중요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 아연말 코팅 룸에서 발생하는 악취제거를 목적으로 코팅 룸 내부의 공기유동에 대한 전산 시뮬레이션을 수행하였다. 3차원 CAD 프로그램인 SolidWorks를 이용하여 코팅 룸 전체와 배기시스템을 모델링하였으며 Flow Simulation 프로그램을 이용하여 오염물 발생 부위 중심으로 배기성능을 분석하였다. 또한 국소배기 장치를 이용하여 코팅 룸 내부 공기의 흐름 방향과 공기의 유속을 개선하였다.

반도체 및 Optic Industries 클린룸 배기가스의 오염제어 및 청정화기술

  • 황유성
    • 공기청정기술
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    • 제17권4호통권67호
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    • pp.39-57
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    • 2004
  • 첨단산업으로 불리는 반도체, LCD, PDP, 유기EL(OLED) 등의 생산 공정은 고도의 청정상태를 요구하며, 때문에 이들의 생산공정 중 대부분이 클린룸 내에서 이루어진다. 클린룸 내에서의 주요공정은 크게 박막형성(Layering), 노광(Photo Lithography), 식각(Etching) 등 3가지 공정으로 나눌 수 있으며, 반도체 제조공정의 경우 특별히 도핑(Doping) 공정이 추가된다. 오염물질을 함유하는 클린룸 배기는 일반적으로 산, 알칼리, Toxic(PFCs, Flammable), VOC 등으로 분류하며, 각각의 배기는 각 배기특성에 맞는 오염제어 장치를 통해, 정화된 후, 대기로 방출된다. 산, 알칼리 배기는 일반적으로 최종 단계에서 중앙집중식 습식스크러버에 의해 흡수, 중화 처리되며, VOC의 경우 농축기(Concentrator) & 축열식 열 산화장치(RTO) 설비에 의해 연소 처리된다. 하지만 CVD공정으로부터의 배기가 주를 이루는 Toxic배기의 경우, 다량의 PFCs(과불소화합물) 가스를 함유하고 있는 이유로, 대부분 클린룸 내부에 P.O.U(Point of use) 처리장치가 설치되며, P.O.U에 의해 1차 처리된 후 최종적으로 중앙집중식 습식스크러버를 거쳐 대기로 방출된다. 알칼리배기의 주성분으로는 암모니아($NH_3$), HMDS (Hexa Methyl DiSilazane), TMAH (Tetra Methyl Ammonium Hydroxide), LGL, CD 등이며 흡수액에 황산(Sulfuric Acid)용액을 공급, 중화처리하고 있다. 탄소성분을 먹이로 하는 미생물의 번식에 의한 막힘 문제를 제외하고는 큰 문제가 없다. 하지만 Toxic배기 및 산배기의 경우 처리효율이, 가스흡수 이론에 의한 계산결과와 비교할 때, 매우 저조하게 나타나는 효율부족 현상을 겪고 있으며, 이는 잔여 PFCs 가스성분 및 반응에어로졸, 응축에어로졸 등의 영향으로 추정하고 있다. 최근 Toxic 배기의 경우, P.O.U 설비를 Burn & Wet type으로 변경하여, 배기 중 PFCs 및 반응에 에어로졸($SiO_2$)의 농도를 원천적으로 감소시키는 노력이 진행 중이다. 산배기의 경우, 산결로 현상에 의한, 응축에어로졸이 문제가 되고 있으나 내식열교환기(Anti-Corrosive Heat Exchanger), 하전액적스크러버 시스템(Charged Droplets Scrubber System), Wet ESP(Wet Electrostatic Procipitator) 등의 도입을 통해 문제해결을 위한 노력을 경주하고 있다.

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디자이너를 위한 웹기반 프로젝트룸 구성과 활용방안에 대한 연구 (A Study on the Structure and Practice of Project Room for Designer under Web System)

  • 유보현
    • 디자인학연구
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    • 제15권1호
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    • pp.289-298
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    • 2002
  • 오늘날 인터넷의 사용이 보편화되면서 온라인환경의 구축이 여러 분야에서 활발하게 이루어짐에 따라 필요한 정보를 신속하게 이용하고 공유할 수 있게 피었다. 우리가 일반적으로 인터넷상에서 볼 수 있는 동호회 등은 이러한 정보이용 및 공유 등을 위한 가상커뮤미티(Cyber Community)의 흔한 예라 할 수 있다. 시간적, 공간적인 물리적 환경에 제약을 받지 않는 온라인환경 하에서 이러한 커뮤니티의 구축을 통해 그 구성원들은 다양한 활용방법을 모색할 수 있다. 프로젝트룸이란 이러한 온라인환경의 장점을 이용하여 이용자들(Designers & Clients)이 인터넷을 통하여 디자인프로젝트를 수행할 수 있는 가상의 공간을 일컫는다. 이용자들은 프로젝트의 개설에서 종료까지의 디자인프로세스를 인터넷을 통해 참여하고 발전시킨다. 또한 온라인을 통하여 진행되거나 완료된 정보의 내용은 자료화하여, 공개함으로써 디자인DB를 활성화하여 디자인 지식기반 구축에 큰 기여를 하리라 기대된다. 이와 함께 사용자가 프로젝트룸을 쉽게 사용할 수 있도록 하기 위한 사용자중심의 튜토리얼의 개발은 프로젝트룸의 활성화에 필수적 요소라 할 수 있다. 따라서 튜토리얼은 프로젝트룸의 개발과 병행하여 진행되어야 할 것이다.

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격자형 지하공간의 지반조건이 암주와 룸 변형률에 미치는 영향에 대한 연구 (A study on the effect of ground conditions of room and pillar method on pillar and room strain)

  • 함현수;김용규;박치면;이철호;김영석
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.577-587
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    • 2021
  • 격자형 지하공간 공법은 원지반의 강도를 최대한 활용하는 지하공간 굴착 공법이다. 격자형 지하공간의 안전성을 확보하기 위해서는 암주에 대한 안전성뿐만 아니라 실제 사용되는 공간(Room)에 대한 안전성 또한 확보되어야 하므로 암주와 동시에 공간(Room)에 대한 안정성이 평가되어야 하나, 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 격자형 지하공간의 룸(Room)과 암주 안전성에 대한 평가방안을 연구하였다. 지반조건, 암주 폭, 룸 폭을 매개변수로 한 총 125가지 경우의 수치해석을 수행하여 암주의 안전율은 지반의 강도가 증가할 경우 안전율이 증가하는 것을 확인하였고, 암주의 폭이 넓어질 경우는 안전율 증가 폭이 감소하는 것을 확인하였다. 룸 변형률은 한계변형률을 적용하여 평가하였으며, 암주의 폭이 좁아질수록 높게 나타나고, 룸의 폭이 좁아질수록 변형률이 작게 발생하였다. 암주 안전율과 룸 변형률에 대한 상관관계 분석 결과 암주 폭에 따라 암주의 기준 안전율 이상을 확보할 수 있는 룸 변형률의 상한값을 도출 할 수 있었다. 본 연구에서 도출된 결과는 지반조건, 룸 폭 등을 고려하여 실제 설계를 수행할 경우 룸의 안전성을 확보 할 수 있는 가이드라인으로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.