• 대한기계학회논문집B
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• 제39권9호
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• pp.743-749
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• 2015

본 연구의 목적은 간접식 증발냉각 장치의 성능을 예측하고, 장치를 공기조화기의 배기열 회수에 적용하였을 경우의 에너지 절약효과를 분석하는 것이다. 플라스틱 열교환기를 사용한 간접식 증발냉각장치의 성능 상관식을 여러가지 조건에서 얻어진 실험 데이터로부터 구하였으며, 이 상관식을 이용하여 환기와 외기의 조건을 변화시켜가면서 장치의 성능변화를 예측하였다. 또한 간접식 증발냉각장치의 배기열 회수에 의한 에너지 절약효과를 우리나라 몇개 도시의 표준기상데이터를 사용하여 분석하였다. 여름철 배기열 회수를 위한 현열냉각장치의 사용율은 평균 44.3%이며 증발냉각장치의 사용율은 96.7% 이다. 증발냉각장치의 배기열 회수에 의한 에너지 절약은 현열냉각장치에 비해서 훨씬 높으며, 서울의 경우 약 3.89 배로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.446-452
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• 2013

탄소저감 기술과 함께 에너지 효율 향상에 대한 관심이 증가하고 있다. 엔진에서 대기로 방출되는 배기에너지는 전체에너지의 30%가 넘는 많은 양이며 배기열을 회수하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 제시한 디젤엔진에서의 최적 열 회수 조건에 대한 랭킨사이클을 분석하였다. 그 결과 질량유량비와 압력비가 각각 0.6, 0.7 일 때 엑서지 효율과 출력은 0.53, 1.43 kW을 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.639-647
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• 2014

지구 온난화와 화석 연료 고갈로 인해 $CO_2$ 저감과 효율 상승을 동시에 만족하는 기술 개발이 요구된다. 배기 열 회수 기술은 두 가지를 모두 만족할 수 있는 대표적인 기술이다. 본 연구는 배기 열 회수 장치를 위한 세 가지 형식의 증발기용 열교환기를 배기관에 설치하여 실험 및 분석하였다. 고속최대부하에서 판형 열교환기의 배압이 가장 높아지고 실린더 최고 압력이 낮아지며 일산화탄소 배출량도 증가하였다. 또한 고속에서 배압이 2배 이상 증가하며 연료소비율이 2% 증가되어 열교환기 중 가장 높은 증가량을 나타내었다. 핀 튜브 열교환기는 전반적으로 배기 배출물이 적게 배출되고 연료소비율도 가장 적게 나타났다. 쉘 앤 튜브는 판형과 핀 튜브 성능의 중간정도이다. 엔진에 미치는 영향으로만 판단할 때 핀 튜브 열교환기가 배기 열 회수에 가장 적합한 열교환기로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.37-43
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• 2015

현열 뿐만 아니라 잠열을 이용하는 증발냉각은 배기열 회수에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구의 목적은 증발냉각을 이용한 배기열 회수장치의 성능을 실험적으로 규명하는 것이다. 성능실험장치는 플라스틱 열교환기, 물 분무 노즐, 공기유동용 홴, 물 순환용 펌프, 수조, 온도 습도 유량 측정 센서 등으로 구성되었다. 증발이 없는 현열 회수에서의 유용도와 증발을 수반하는 전열 회수에서의 유용도를 여러가지 작동조건에서 측정하여 비교하였다. 현열냉각과 증발냉각의 유용도는 공기의 유량이 증가함에 따라 감소하고, 대향류에서의 유용도가 평행류에서의 유용도 보다 휠씬 높다. 증발냉각의 경우 물 유량이 증가함에 따라 유용도는 증가하고, 평행류가 대향류보다 물 유량에 더 민감함을 알 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.1151-1158
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• 2017

히트파이프 일체형 고효율 난방기는 겨울철 시설원예 내 작물생육에 필수인 난방장치와 배기열 회수기를 일체화하여 배기열이 외부로 배출되기 전 미사용 에너지를 재이용하는 장치이다. 시설원예, 유리온실 등 점검을 통해 우리나라 농업용 난방기의 문제점을 파악하였고, 개선방향을 찾아 시설원예 및 하우스에 맞는 최적화된 농업용 고효율난방기 및 스마트 제어시스템을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.69-73
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• 2016

최근 자동차 엔지니어들은 자동차 엔진의 열효율을 향상시키기 위한 수단으로 폐열 회수 기술에 많은 관심을 기울이고 있다. 배기량이 큰 가솔린 엔진은 대체로 V형인데, 열 회수를 위해 두 개의 슈퍼히터를 각각의 배기 다기관 가까이에 설치하는 것은 비용 면에서 효율적이지 않다. 하나의 슈퍼히터를 한쪽 배기 다기관에 최대한 가깝게 부착하면 좀 더 높은 열교환 효율을 얻을 수 있으나 폐열회수를 위한 배기가스의 유량은 절반이 된다. 반면에, 배기가스의 유량을 전부 이용하기 위하여 두 배기관이 합류된 지점에 슈퍼히터를 설치하면 배기가스의 온도는 많이 감소된다. 이 사실을 바탕으로 슈퍼히터의 최적 위치를 조사하기 위하여 상용프로그램인 AMESim을 이용해 해석을 수행하였다. 이 때, 배기가스 유량 중 절반만을 사용하더라도 슈퍼히터를 배기 다기관과 최대한 가까이 부착하는 것이 엔진의 배기가스로부터 3.8 kW의 열을 더 회수할 수 있는 것으로 나타났다. 이 결과를 바탕으로 최적의 폐열 회수 모델을 도출하고 제안하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.241-246
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• 2002

본 연구는 농산물을 건조할 때 배풍구로 버려지는 열을 회수하여 건조열원으로 재이용할 수 있는 배풍열 회수장치를 개발하여 연료절감 및 열회수장치의 성능을 분석한 연구 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 가. 농산물건조기의 열수지를 분석한 결과 투입열량을 100%로 하였을 경우, 배기열은 13.2%, 배풍역량 77.7%, 관류열량은 9.1%로 나타났다. 나. 고추를 건조시 배풍구입구온도가 55-6$0^{\circ}C$일 때 배풍구 출구온도 41-43$^{\circ}C$, 일때 흡입구 입구온도는 25-28$^{\circ}C$, 흡입구 출구온도는 41-43$^{\circ}C$로 나타나 건조실로 41-43$^{\circ}C$의 높은 온도를 투입할 수 있었다. 다. 배풍열 량이 단위 시간당 4700kca1에서 6000kca1로 증가할 때, 흡입 열량은 2200kca1에서 3000kca1로 나타났다. 라. 고추의 초기함수율이 80%에서 15%까지 떨어지는데 관행건조는 약 27시간이 경과했으며, 배풍연회수건조를 할 경우는 약 24시간이 경과했으며 그 결과 배풍열 회수건조가 약 3시간정도 소요시간이 단축되었음을 알 수 있었음. 마. 배풍열 회수장치를 사용하여 농산물건조기 투입량의 47%, 배풍열량의 64%의 열량을 회수할 수 있었다. 바. 배풍열 회수 농산물건조기 성능시험 결과 고추 100kg 건조시 연료소모량은 43%, 건조 소요비용은 21% 감소시킬 수 있었다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2001년도 봄 학술발표논문집
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• pp.100-102
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• 2001

본 연구에서는 온실의 난방에 사용되는 열풍식 난방기 등의 배기 연통에 부착하여 배출되는 가스로부터 열을 회수할 수 있는 장치를 개발함에 있어서 연통과 열회수 장치간의 열 교환 성능을 3가지 상이하게 설계된 열 교환 장치(Fig. 1 참조)에 대하여 실험적으로 비교 분석하였다. Fig. 1-(a)는 열 교회수기 개발을 위해 기존에 사용한 장치로서 회수용 공기의 흐름방향이 배기 연통과 직각을 이룬 형식이며, Fig. 1-(b) 및 (c)는 열 회수 성능 개선을 위해 새로 설계된 형식으로서 각각 열 교환 파이프의 배치형식이 상이하나 회수용 공기의 흐름방향이 180도로 굴곡되는 U-자형 흐름이 이루어지도록 하였다. 실험에 사용된 공기 순환 펜의 용량은 AB-형의 경우에는 최대 25㎥/min이고, C-형 및 D-형의 경우는 공히 최대 42㎥/min으로서 송풍전압 조절장치를 이용하여 풍량을 연속적으로 조절할 수 있도록 하였다. U-자형 흐름형식인 C-형 및 D-형의 경우 흐름 방향의 굴곡으로 인한 마찰저항이 있을 것으로 예상은 했으나 당초 예상했던 것에 비해 마찰 저항이 지나치게 큰 것으로 밝혀졌다. 비록 설계된 열교환 튜브의 배열형식별 열 교환기의 외부 모양이 달라 회수기의 표면을 통한 대류 열 교환이 다소 차이를 보일 것으로 예상되지만 본 연구에서는 열 회수장치에 내장된 열 교환 튜브부분만을 통한 열 회수율을 중심으로 형식간의 성능을 비교하였다. 실험을 통하여 측정된 자료중 대표적인 예는 Fig-2와 같으며, 측정자료를 기준으로 분석된 열회수 성능에 대한 설계형식별 비교 결과는 Table-1과 같으며, 분석된 결과를 요약하면 다음과 같다: 1. AB-형 열회수시스템의 경우, 초기 투자비용과 현재의 농용 전력요금 하에서 에너지 절감규모를 비교하면, 대체로 1년을 전후하여 투자에 대한 보상이 충분히 가능할 것으로 판단된다. 2. C-형 및 D-형 열회수시스템의 경우, 열 회수용 공기의 흐름방향이 동일 공간내에서 180도 굴절됨으로서 저항이 크게 발생되어 송풍 펜의 전압 증가에 따른 유속증가가 미미하였으며, 굴절형의 열교환장치는 비록 열교환면적은 직선형과 유사하더라도 송풍 펜의 공기저항이 커져서 결국 열 회수성능이 기대했던 것만큼 크게 개선되지는 못했다. 3. 송풍펜의 용량은 AB-형에 사용된 용량인 25㎥/min 전후가 적절할 것으로 판단되며, 적정 송풍 펜용량 하에서 열 회수성능은 굴절형이 직선형보다 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 곡선형은 물론 직선형에서도 열교환 튜브의 배치밀도, 튜브 길이 및 두께 등의 변화에 따른 최적화 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

• 열병합발전
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• 통권5호
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• pp.34-38
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• 1997

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1252-1258
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• 2022

선박용 엔진에서 배출되는 배기가스에는 다량의 수분과 미세먼지를 포함하고 있다. 미세먼지에는 여과성 미세먼지와 배기 배출 후 액상으로 변화하는 응축성 미세먼지가 포함되어 있으며 배출 전에 걸러지는 고체상 미세먼지보다 응축성 미세먼지가 더 많은 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 배기가스의 배기열과 수분을 회수하고 응축성 미세먼지를 제거하기 위한 실험장치를 실험실 내의 가스보일러 배기가스를 이용하여 테스트 하였다. 배기가스는 1차적으로 냉각방식으로 수분과 응축성 미세먼지가 제거되고 2차적으로 흡수제 방식에 의해 추가적으로 수분이 제거되었다. 상대습도 측정에 의한 배기가스 수분 제거율을 계산하면 1단계 배기냉각 방식으로 73%, 2단계 흡수제 방식으로 90% 제거되는 것으로 측정되었다. 이 과정에서 응축성 미세먼지는 80~90% 제거되는 것으로 측정되었다. 개발 시스템에 의해 회수된 열은 공정열로 활용할 수 있으며, 회수된 물은 수처리 과정을 통해 공정수로 활용할 수 있다. 또한 현재 관리 규제가 되고 있지 않지만 미세먼지의 주요 원인인 응축성 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.