• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권8호
• /
• pp.1151-1157
• /
• 2012

OTEC기술은 신재생에너지 기술 중의 하나로 따듯한 표층수와 차가운 심층수의 온도차를 이용하여 전력을 생산하는 기술이다. 작동유체의 선정과 OTEC 사이클의 상태에 따라 에너지효율과 환경적인 측면에 많은 영향을 준다. OTEC의 작동유체로는 ammonia, R22, R407C, R410A가 있다. 본 논문에서는 OTEC 시스템의 최적화를 위해 $25^{\circ}C$에서의 증발압력를 비교하였다. 또한 밀폐사이클과 재생사이클에서의 작동유체에 따른 출력과 효율에 대하여 연구하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.490-499
• /
• 1989

본 연구에서의 CO$_{2}$ 프로세스는 1차 루프인 원자로에서 유도되는 나트륨 과 2차 루프인 CO$_{2}$ 가스터빈 사이클로 구성하였고, CO$_{2}$ 임계점 부근에서 압축을 행하였다. 또한 최적의 사이클을 결정하기 위해 h-s 선도와 이에 대한 열역 학적, 칼로리로 유도하였다. 그리고 최적화를 위해 출력을 각각 300,600, 1000MWe로 선택하였고, 터빈 입구압은 150-350bar의 범위로 선택하였으며 이들로부터 열효율에 영향을 주는 각 설계변수의 특성을 연구 분석하였다.

• 원자력산업
• /
• 제36권2호
• /
• pp.65-67
• /
• 2016

러시아가 차세대 원자로 기술로 건설한 나트륨 냉각 방식 BN-800 고속로의 상업적 가동이 임박함에 따라 러시아가 핵연료를 재사용하는 밀폐 사이클 문제를 해결하면서 이루어내고 있는 최근의 기술적 진보에 대해 살펴보았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권4호
• /
• pp.502-507
• /
• 2014

본 논문에서는 혼합작동유체를 해양온도차발전에 적용하였을 때에 그에 따른 사이클의 성능특성에 대해 연구를 수행하였다. 다양한 혼합작동유체 중 본 논문에서는 R32/R152a를 해양온도차발전에 적용하였다. 사이클로는 기존의 밀폐형사이클, 암모니아/물 혼합물에 적용하고 있는 칼리나 사이클에 대해 시뮬레이션 해석을 수행하였고, 온열원의 온도는 $26^{\circ}C$, 냉열원의 온도는 $5^{\circ}C$를 적용하였다. R32를 적용한 밀폐사이클의 출력은 22kW, 사이클의 효율은 2.02%를 보였다. 혼합작동유체를 적용하였을 때에 R32/R152a(90%:10%)의 출력은 29.93kW, 사이클 효율은 2.78%로 기존의 단일 냉매보다 36%, 사이클효율은 37%상승함을 확인 하였다. 칼리나 사이클 또한 위와 같은 방법으로 연구를 수행하였다.

• 전기화학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.289-296
• /
• 2008

산업용 밀폐형 니켈수소전지에 사용되는 수산화니켈 및 수소저장합금 전극에 대해 반쪽전지 시험에 의한 전기화학적 특성을 조사하고, 대용량 밀폐형 니켈수소전지를 제작하여 전지의 충전 효율 및 내압 특성에 대해 평가하였다. 전기화학적 특성 실험은 전지의 충방전 사이클에 따른 전지 내압 상승 억제를 목표로 수산화니켈 전극 및 수소저장합금 전극에 대해 전위주사법을 이용하여 수행하였다. 전위주사법 실험 결과, 수산화니켈 전극의 프로톤 산화 환원 반응 양태, 산소발생 거동, 그리고 수소저장합금 전극의 수소화 반응 특성을 명확히 파악할 수 있었다. 또한 산소 과전압이 높은 수산화니켈 분말과 수소 활성화 특성이 우수한 수소저장합금 분말을 사용하여 제작한 130 Ah 니켈수소전지의 충전 효율은 1 C 전류로 충전 시 98% 수준이 얻어 졌으며 과충전 시 전지 내압이 4 atm 이하로 유지됨을 확인하였다. 그리고 충방전 사이클에 의한 전지 보존 용량도 약 400 사이클에서 약 95% 수준으로 그 특성이 우수함을 알 수 있었다.

• 대한설비공학회지:설비저널
• /
• 제31권11호
• /
• pp.8-14
• /
• 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.

• 에너지공학
• /
• 제19권4호
• /
• pp.228-233
• /
• 2010

기존의 열풍건조기의 효율은 약 30% ~ 50%인 반면, 최적 설계된 열풍-열펌프 건조기 효율은 약 60% ~ 80% 수준이므로 에너지 효율향상과 에너지 절약을 이룰 수 있다. 외국의 여러 사례에서는 기존 대비 약 60% ~ 80%의 에너지를 절약할 수 있으며, 밀폐형 순환방법을 사용하여 건조공기에 포함될 수 있는 환경오염물질의 외부로의 유출을 최소화 할 수 있어 기존의 건조기에 비해서 환경문제에 적극적으로 대응할 수 있을 것을 판단된다. 본 논문에서는 이와 같은 특성을 가진 건조기에 적용하기 위한 고온 생산이 가능한 열펌프를 얻기 위하여 시스템의 사이클을 설계하고 시스템을 구축하여 목표 성능을 만족하는지 여부를 확인하였다. 본 연구에서는 열펌프 복합건조기 적용을 위한 고온용 열펌프 시스템을 설계하고 제작한 후, 성능평가를 수행하여 다음의 결론을 얻었다. (1) 고온생산을 위한 시스템 설계는 2사이클이 가장 우수한 것으로 나타났다. (2) 2사이클 시스템은 저단이 R134a를, 고단이 R124를 냉매로 사용할 경우 가장 적합한 것으로 나타났다. (3) 사이클 운전을 통하여 상용압력으로 간주되는 범위에서 R134a시스템은 $75^{\circ}C$, R124시스템은 $95^{\circ}C$ 생산이 가능한 것으로 나타났다. (4) 수냉식 2사이클 시스템의 성능 시험을 수행한 결과 목표성능을 상회하는 결과를 얻어 고온 생산이 가능한 열펌프 시스템의 설계 및 제작이 가능한 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.285-296
• /
• 2005

In order to reduce the compression power and to use the overall energy contained in LNG effectively, a combined cycle is devised and simulated. The combined cycle is composed of two cycles; one is an open cycle of liquid/solid carbon dioxide production cycle utilizing LNG cold energy in $CO_2$ condenser and the other is a closed cycle gas turbine which supplies power to the $CO_2$ cycle, utilizes LNG cold energy for lowering the compressor inlet temperature, and uses the heating value of LNG at the burner. The power consumed for the $CO_2$ cycle is investigated in terms of a production ratio of solid $CO_2$. The present study shows that much reduction in both $CO_2$ compression power (only $35\%$ of power used in conventional dry ice production cycle) and $CO_2$ condenser pressure could be achieved by utilizing LNG cold energy and that high cycle efficiency ($55.3\%$ at maximum power condition) in the gas turbine could be accomplished with the adoption of compressor inlet cooling and regenerator. Exergy analysis shows that irreversibility in the combined cycle increases linearly as a production ratio of solid $CO_2$ increases and most of the irreversibility occurs in the condenser and the heat exchanger for compressor inlet cooling. Hence, incoming LNG cold energy to the above components should be used more effectively.

• 대한설비공학회지:설비저널
• /
• 제29권4호
• /
• pp.48-54
• /
• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권5호
• /
• pp.431-439
• /
• 2013

항공전자기기의 정상적인 동작을 위해서는 내부에서 발생되는 열부하를 적절히 처리해야 하기 때문에 냉각시스템의 장착이 요구된다. 본 연구에서는 항공용 냉각시스템으로의 대체냉매 적용 가능성을 분석하기 위하여 증기압축 사이클 방식의 밀폐 공기순환 냉각시스템을 설계 제작하였다. 대체냉매로 가장 유력한 R236fa를 냉각시스템에 적용하여 냉매 충전량, 팽창밸브 개도, 그리고 압축기 운전회전수 변화에 따른 성능특성을 실험적으로 고찰하였다. 또한, 실험결과를 기존 냉매인 R124의 실험결과와 비교 평가를 수행하여, R236fa가 대체냉매로서 적용 가능함을 확인하였다. 최종적으로 R236fa를 적용한 냉각시스템의 효율 향상을 위한 설계 개선안을 제시하였다.