• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.182-183
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• 2008

환기시설이 열악한 도시 지하철역 내의 대기환경은 지상보다 열악할 수밖에 없다. 현재 지하철역을 주로 사용하는 시민들의 안전을 보호 하고 지하철의 대기환경을 개선하기 위해 스크린 도어, 자동 제어 환기시설, 종합 영상 감지시스템 등 다양한 노력을 기울이고 있다. 하지만 일부 지하철역에 설치되어 있는 공기질 모니터링 시스템은 수입품에 의존하고 고가의 장비이므로 초기설치 비용뿐만 아니라 유지보수의 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 무선 센서 네트워크 기술을 적용하여 저가형 대기환경 모니터링 시스템을 개발했다. 이 시스템의 구성은 센서노드(ZED : ZigBee End Deice), 네트워크 코디네이터(ZCM : ZigBee Coordinator Modem), 수신서버로 구성된다. 지하철역 내부의 미세먼지, CO2, CO, 온습도, VOCs 데이터를 센싱할 수 있는 확장 센서보드를 설계한 후, 지하공간에서의 열악한 통신환경에서 QoS를 보장할 수 있도록 ZigBee 라우팅 기술을 이용한 센서노드(ZED)를 인터페이스하여 하나의 통합된 대기환경 센서 노드(ZED)를 개발했다. 또한 수신서버에 USB방식으로 연결되어 각각의 ZED로부터 데이터를 수신하는 센서노드(ZCM)과 전송된 데이터를 저장 및 처리하여 언제 어디서나 누구든지 인터넷을 통해 확인 가능하도록 지하철 대기환경 모니터링을 위한 수신서버를 개발했다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2012

돈사의 피상부(皮上部) 환경개선을 위한 본 연구에서는 경기도 용인군에 위치한 형제농장의 비육돈사를 실험축사로 선정하여, 외부환경에 따른 돈사환경의 변화, 실내 공기유동을 위한 팬의 유무 등이 실내환경에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 $25.7^{\circ}C$인 실험 1의 경우 측벽 윈치커튼을 통하여 유입된 공기는 용마루(ridge)의 윈치커튼를 통하여 배출되었으며, 중앙단연의 속도가 바닥부근 유속의 2~3 배에 이르는 것은 열부력(thermal buoyancy) 때문에 공기유동이 에너지를 얻어 유속이 가속되었으며, 측벽 윈칙커튼으로 유입된 공기유동은 급격히 확산되어 소산(消散)(disssipation)되었다. 그러므로 윈치커튼 돈사의 경우, 외부 바람의 속도가 거의 없거나 있어도 속도가 적다면, 돈사내 공기유동의 형태는 주로 열부력에 의하여 결정됨을 알 수 있다. 2. 실험 1에서는 비교적 균일한 온도분포를 보이고 있으나 실내온도가 외부에 비하여 전반적으로 외기온 보다 높게 나타났으며, 이는 돼지의 현열 및 배출분뇨에 의한 바닥층의 부숙열이 피상부(皮上部) 공간의 현열접적을 환기로 적절히 제거시키지 못한 결과로 판단된다. 따라서 실내에서 발생되는 열을 효과적으로 제거하기 위하여서는 강제환기 시설 또는 측벽 및 용마루 윈치커튼의 개폐정도 등을 포함한 관리논리를 개발할 필요하다. 3. 실험 2는 실험 1과 같이 외기온이 $25.7^{\circ}C$로 비슷하나 복사열의 영향여부를 실험 1과 비교검정하기 위하여 흐린 날을 선택하고 돈사내 강제환기를 위한 팬을 작동시킨 상태에서 중앙단면에서의 유속을 측정한 결과 실험 1에 비해 속도가 대체로 크나, 편차 또한 크게 나타났으며, 팬 작동시 공기유동의 정체지역(dead region)이 발생한 것을 알 수 있었다. 따라서 강제환기시에는 보다 정확한 환기율을 결정하고 설계 시공이 필요할 것으로 판단된다. 또한 바람이 없고 외기온이 매우 높은 여름철에는 열집적을 효과적으로 희석시키기 위해서 연속적인 강제환기가 필요할 것으로 판단된다. 4. 실험 2에서의 유해기체의 농도를 실험 1과 비교해 보면 전체적으로는 편차가 적게 나타났으며, 외부기상의 차이로 인해 암모니아의 농도는 실험 1에 비해서 매우 높게 나타났다. 이는 외부기상에 따른 실내공기 유동의 효율저하, 상대습도의 변화 등으로 판단되며, 외기상의 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 환기시스템의 개발도 고려해볼 필요가 있다. 5. 실험 2에서의 온도분포는 거의 편차가 없이 균일하게 나타난 것을 볼 수 있었으며, 비로 인하여 지붕이 받는 부가적인 태양복사열이 없었으며, 실험 1과는 달리 열부력에 의한 상고하저(上高下低)의 전형적인 수직분포가 나타나지 않고, 오히려 지붕을 냉각시키는 효과를 가져와 상저하고(上低下高)의 분포를 나타냈으며, 수평온도분포도 팬에 의한 강제환기에 의해 실내공기를 균일하게 분포시켜 거의 편차가 없음을 알 수 있었다. 그러므로 지붕의 단열이 축사환경제어에 중요한 변수로 작용한다는 것을 알았으며, 이를 위해서 지붕의 단열 및 높이 등의 설계가 매우 중요하다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-18
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• 2003

국내 대형육계사의 최적환기구조 개발을 주요환경요소의 적정성, 안정성, 균일성 등의 기초자료가 매우 부족한 실정이어서, 자연환기식 계사에서 하절기동안 기상데이터와 함께 육계사내 주요환경 변수를 시간별로 측정하였다. 이 연구의 목적은 자연환기식 육계 사내의 주요환경 요소 및 환기효율성 등을 정확하게 이해하고, 현 시설 및 환기구조상의 문제점을 파악하고자 함이었다. 이 자료는 앞으로 공기유동분석 등 공학적 접근을 통한 시설 및 환기구조 개선연구를 위한 기초자료로 활용할 계획이며, 실험결과는 다음과 같다. 1. 자연환기식 계사내 온도는 외부기상의 변화, 환기제어의 어려움, 닭의 성장 등으로 인하여 적정성 및 안정성이 많이 부족하였다. 계사내 평균온도는 적정온도와 최대 $14.0^{\circ}C$ 차이가 발생하였고, 일별 낮과 밤 온도차는 최대 $10.5^{\circ}C$가 발생하였다. 계사내 0.4m 높이에서의 시간별 온도 균일성은 최대 $5.2^{\circ}C$가 발생하였다. 2. 시험기간 중 계사내 평균습도는 최대 89.3%, 평균 73.7%, 최저 49.2%이었고, 지점별로 측정된 최대 및 최소습도는 각각 95.1%와 47.2%이었다. 외부 기상변화에 따라 불안정한 것으로 나타났다. 3. 시험기간 중 열량계수는 각각 최대 2,787, 평균 2,185, 그리고 최소 1,432이었으며, 사육기간의 약 98% 이상이 더위에 대한 대책이 필요하거나 아주 위험한 상태이었다. 4. 환기량을 최대로 유지하는 하절기 동안, 계군에서의 암모니아가스와 분진농도는 닭의 성장과 함께 꾸준하게 증가하여 각각 최대 15ppm와 0.38mg/$m^3$이었다. 5. 계사 중앙에 계군에서 측정된 공기유속은 평균 0.9m/s이어서, 하절기동안 자의 열적스트레스를 줄이기 위하여 계군에서의 공기 유속을 증가시킬 필요성이 있다. 또한 외부풍속이 매우 낮은 경우에도 적정환기량을 유지할 수 있도록 배기 덕트에 팬을 설치하는 것이 필요하다. 6. 계사내 바닥의 표면온도는 최저 $30.6^{\circ}C$와 최고 $37.3^{\circ}C$로 측정되었다. 하절기동안 닭의 열적스트레스를 줄이기 위하여 계군에서의 공기유속을 증가시킬 수 있는 환기구조개발이 시급하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.47-54
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• 2024

현재, 전세계적으로 에너지 자원은 점차적으로 감소하고 있음에도 불구하고 에너지 수요 및 소비는 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따른 에너지 자원을 대체하기 위한 범국가적인 노력 및 연구가 수행되고 있다. 에너지 수요에 따른 공급의 증가 뿐만 아니라 에너지를 효율적으로 소비하는 것은 현 에너지 부족 현상을 해결하기 위한 적절한 수단이 될 수 있다. 본 연구는 에너지를 가장 많이 소비하는 제조 공장의 에너지를 효율적으로 소비할 수 있는 방법을 시뮬레이션하고 분석하였다. 제조 공장에서 가장 많은 에너지를 소비하는 HVAC (Heating, Ventilating, and Air Conditioning) 시스템의 효율적인 운전을 위해 온도기반의 제어를 통한 공장의 에너지 최적화 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 기반으로 실제 공장의 온도와 전력 데이터를 이용하여 머신러닝 알고리즘을 적용하고 공장 온도를 예측하였다. 또한 예측 온도를 이용한 제어 시스템 시뮬레이션으로 공장 에너지의 소비패턴을 분석하고 에너지(전력량) 소비량을 감소할 수 있는 운전 모델을 제안하였다. 공장 에너지 패턴에 있어 HVAC 시스템의 예측 기반 프리 쿨링을 통한 온도제어 알고리즘은 기존 대비 10% 이상의 에너지 절감 효과를 보여 준다. 이 결과는 HVAC 시스템의 최적 제어가 공장 에너지 소비를 절감할 수 있음을 나타낸다. 향후 본 제어 시스템의 알고리즘은 실제 공장의 최적 제어에 적용되어 에너지 소비 절감 운전을 수행할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4253-4259
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• 2015

본 연구에서는 자연외기를 활용하여 건물의 에너지절약을 위한 외기냉방제어 시스템에 대하여 다양한 제어방법에 따른 제어특성 및 에너지 소비량에 미치는 영향에 관해 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 연구 방법으로는 TRNSYS 프로그램을 활용하여 시스템 해석 모델링을 수행하였으며, 외기 냉방을 하지 않은 경우와 기존의 외기냉방 제어방법들을 적용하였을 경우에 대해 제어성능에 대한 비교 분석이 이루어졌다. 연구 결과로 외기온도 변화에 따라 적절한 외기도입 온도조건을 선정하는 것이 에너지 절감에 효과적이며, 외기와 환기온도를 비교하여 온도제어하는 방법이 에너지 절감효과가 가장 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2779-2785
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• 2009

육류 중에 닭은 가장 저렴한 생산비용으로 단백질을 섭취할 수 있는 장점으로 인하여 많은 양이 사육되며 우리나라 식생활의 육류 소비를 늘리는 중요한 가축이다. 생육조건에 악영향을 미치는 여러 요인 중에 축산업에서 가장 대표적인 것은 악취이다. 악취물질은 축분에서 발생되는 암모니아, 아민류, 황화수소 및 머캡탄을 들 수 있으며 악취는 없으나 악영향을 미치는 물질로는 메탄, 질소산화물 등이 있다. 이러한 악취물질에 의하여 가축은 생육에 저해를 받으며, 심한 경우 폐사까지 이르게 된다. 계사의 경우 겨울철에는 난방을 하고 있는 실정임에도 불구하고 나머지 계절과 같이 환기를 통하여 악취를 제어하고 있다. 겨울철의 경우 대부분의 계사가 등유를 사용하는 온풍기를 이용하여 난방을 하고 있으나 계사내의 유해한 암모니아의 농도가 높아지므로 인하여 환기를 시키고 있는 실정이다. 따라서 본 연구과제에서는 기존에 사용되고 있는 온풍기에 복합촉매시스템을 접합하여 계사 및 축사의 암모니아 등의 유해 가스를 제어할 수 있는 시스템에 사용될 촉매를 개발하였으며, Mn과 Pt-Rh을 최적의 조성으로 도출하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.721-724
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• 2011

터보펌프에서 발생 가능한 cavitation을 동반하지 않으면서 추진제를 요구하는 압력과 유량으로 연소기에 공급하기 위해서는 추진제 탱크에 저장된 추진제를 가압하는 시스템이 필요하다. 가압시스템은 선가압과 주가압으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서는 주가압 시스템에 대해서만 언급한다. 추진제탱크 가압 방식에는 가압가스 생성방법과 공급 방법으로 나눌 수 있으며, 가압가스 생성방법으로는 비활성가스 및 극저온 산화제를 기화시켜 추진제탱크에 공급하는 방법이 있다. 본 연구에서는 가압시스템의 분류와 가압 방식에 따른 장단점을 비교하였으며, 특히 발사체에서 사용하고 있는 가압방식 중에서 임펄스 제어방식의 원리와 가압시스템의 특성을 기술한다. 또한 가압시스템의 구성요소인 열교환기의 형상과 구조 및 각 열교환기의 특징에 대하여 설명한다. 본 자료는 발사체 개발단계에서 가압시스템의 기본요구조건 도출과 개념설계 단계에서 활용할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.753-758
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• 2020

본 논문에서는 개발된 수직교반히터를 시설하우스에 적용하고, 그 외 시설물(순환팬, 환기팬, 개폐 모터를 이용한 창문, 천장, 제습)을 통합적으로 제어할 수 있는 제어 시스템을 개발하고자 한다. 이를 통해 작물의 재배 효율을 올리고 무가온 저장고나 저장창고 등이 보유한 수확물의 보관 환경을 개선하여 저장 기간 및 신선도를 증대시키고자 한다. 또한 ICT 모니터링 기술을 추가하여 사용자가 RTC(: Real Time Control)로 재배 및 저장 환경의 변화에 따라 문제가 생겼을 시에 손쉽게 해결할 수 있도록 하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.463-469
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• 2009

시멘트 포장공정에서 발생하는 비산분진을 효율적으로 제거하기 위해 3가지 환기방식(국소배기시스템, 정전식스크러버시스템, 국소급기시스템)을 도입하고 풍량을 변화시키며 총 9가지의 조건에서 실험을 수행하였다. 분진의 농도는 시멘트분진 입자분포 특성을 고려하여 PM2.5, PM10, TSP로 구분하여 측정하였다. 3가지 환기방식에 대한 집진효율을 분석한 결과, 기존의 국소배기시스템과 정전식스크러버시스템이 같이 사용되는 경우 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 정정식스크러버시스템의 풍량 증가에 따른 입자의 질량농도감소율이 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있었고 이로부터 정정식스크러버시스템을 $2,700m^3/h$ 풍량으로 운전하는 것이 에너지절약 관점에서 효율적인 것이라고 판단되었다. 각 환기방식별 환기성능을 국소배기시스템의 풍량으로 환산한 결과, 대체시스템(정전식스크러버시스템, 국소급기시스템)분진제거성능이 우수한 젓으로 나타났고 정전식스크러버시스템이 국소급기시스템보다 상당히 효율적인 것으로 나타났다. 따라서 기존의 국소배기시스템파 정전식스크러버시스템을 동시에 가동한다면 국소배기시스템의 풍량만을 증가시키는 경우에 비해 반송동력을 줄일 수 있어 분진제거와 에너지절감측면에서 훨씬 효율적이라는 것을 알 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.95-104
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• 2020

본 연구는 사물인터넷(IoT) 센서를 이용해 실내공기질에 주요한 영향을 미치는 미세먼지, 초미세먼지, 이산화탄소, 유기화학물과 온도, 습도 데이터를 실시간으로 수집/분석할 수 있는 실시간 실내공기질 모니터링 서비스를 클라우드 플랫폼으로 구현하였다. 이를 실내공기 정화시설인 청정환기장치와 연동하여 실시간 실내공기질 상태에 따라 환기장치 최적관리할 수 있도록 하였다. 본 플랫폼은 청정환기장치 내외부에 장착된 실내공기질 측정 센서로부터 실시간으로 데이터를 수집하는 IoT 데이터 수집부, 수집된 데이터를 클라우드 환경에서 가공/처리/적재하는 클라우드 데이터 처리부, 적재된 빅데이터를 분석하고 공기질 현황을 웹과 모바일에 시각화하여 보여주는 데이터 분석 서비스부로 구성된다. 그리고 이러한 플랫폼의 가동과 효과를 검증하기 위해 공기질에 민감한 영유아의 교육 생활환경인 국공립 어린이집 교실을 대상으로 실증을 실시하였다. 모든 분석 결과는 웹과 모바일에서 실시간으로 시각화 서비스될 수 있도록 실증 구현하였고, 환기장치의 실내공기질 개선효과는 실내공기질 측정 센서들의 측정값을 통계적으로 검증하여 공기질 개선에 기여하고 있음을 확인하였다.