• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.4
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• pp.1419-1426
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• 2012

The heating and cooling energy load of the KNU plant factory was analyzed using the DesignBuilder. Indoor temperature set-point, LED supplemental lighting schedule, LED heat gain, and type of double skin window were selected as simulation parameters. For the cases without LED supplemental lighting, the proper growth temperature of lettuce $20^{\circ}C$ was selected as indoor temperature set-point together with $15^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$. The annual heating and cooling loads which are required to maintain a constant indoor temperature were calculated for all the given temperatures. The cooling load was highest for $15^{\circ}C$ and heating load was highest for $25^{\circ}C$. For the cases with LED supplemental lighting, the heating load was decreased and the cooling load was 6 times higher than the case without LED. In addition, night time lighting schedule gave better result as compared to day time lighting schedule. To investigate the effect of window type on annual energy load, 5 different double skin window types were selected. As the U-value of double skin window decreases, the heating load decreases and the cooling load increases. To optimize the total energy consumption in the plant factory, it is required to set a proper indoor temperature for the selected plantation crop, to select a suitable window type depending on LED heat gain, and to apply passive and active energy saving technology.

• Journal of Climate Change Research
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• v.2 no.4
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• pp.283-295
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• 2011

Many actions against climate change have been taken to reduce greenhouse gases (GHGs) emissions at home and abroad. As of 2007, the GHGs emitted from buildings accounted for about 23 % of Korea's total GHGs emission, which is the second largest GHG reduction potential following industry. In this study, we introduced Carbon Zero Building (CZB), which was constructed by the National Institute of Environmental Research to cut down GHGs from buildings in Korea, and evaluated the main applied technologies, the amount of energy load and reduced energy, and economic values for CZB to provide data that could be a basis in the future construction of this kind of carbon-neutral buildings. A total of 66 technologies were applied for this building in order to achieve carbon zero emissions. Applied technologies include 30 energy consumption reduction technologies, 18 energy efficiency technologies, and 5 eco-friendly technologies. Out of total annual energy load ($123.8kWh/m^2$), about 40% of energy load ($49kWh/m^2$) was reduced by using passive technologies such as super insulation and use of high efficiency equipments and the other 60% ($74.8kWh/m^2$) was reduced by using active technologies such as solar voltaic, solar thermal, and geothermal energy. The construction cost of CZB was 1.4 times higher than ordinary buildings. However, if active technologies are excluded, the construction cost is similar to that of ordinary buildings. It was estimated that we could save annually about 102 million won directly from energy saving and about 2.2 million won indirectly from additional saving by the reduction in GHGs and atmospheric pollutants. In terms of carbon, we could reduce 100 ton of $CO_2$ emissions per year. In our Life Cycle Cost (LCC) analysis, the Break Even Point (BEP) for the additional construction cost was estimated to be around 20.6 years.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.421-421
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• 2019

본 연구의 목적은 HSPF 모델을 이용하여 비점오염물질이 수질에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 합천댐 유역을 연구대상지역으로 선정하였으며, 입력자료는 유역도, 하천도, 토지이용도, 수치표고모델 및 기상자료 등을 이용하였다. HSPF 모형은 2000년부터 2016년까지의 실측값을 이용하여 보정 및 검증이 이루어졌다. 수문 보정을 위한 매개변수는 사용자 설명서와 참고문헌에 근거하여 선정하였으며, 시행착오법에 의해 수행되었다. 모델의 적용성 평가는 $R^2$, RMSE, RMAE, NSE를 사용하였고 $R^2$가 0.78에서 0.83, RMSE는 2.55에서 2.76mm/day, RMAE는 0.46에서 0.48mm/day, NSE는 0.81에서 0.82까지의 범위로 나타났으며, 연간 유출량이 ${\pm}4%$ 오차 이내로 산정되었다. 수질 모형을 구동하기 위한 수질 자료는 환경부에서 제시한 지침에 따라 생활계, 축산계, 산업계, 토지이용량에 따른 발생 부하량과 배출부하량을 산정하였다. 수질 모형 또한 수문과 같은 기간의 자료를 이용하여 보정 및 검정이 이루어졌다. 보정 결과 연평균 BOD의 차이가 0.22mg/L이고 오차범위는 13%였으며, T-N과 T-P는 0.66mg/L, 0.027mg/L의 차이를 가지며 오차범위는 각각 16%, 13%로 나타났다. 수질항목 중에서도 비점오염 관리의 효과를 평가하기 위해 비점오염물질 중 가장 큰 비중을 차지하는 축산계에 감소 시나리오를 적용하였다. 축산계의 배출부하량 감소율이 20%일때의 BOD, T-N, T-P는 각각 3%, 1%, 3% 감소하였으며 40% 감소율을 적용하였을때는 5%, 3%, 4% 감소하였다. 이러한 수질 해석을 결과를 토대로 효과적인 오염물질 방법을 적용하여 수질 개선과 합천댐 유역의 목표수질을 달성 할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.81-88
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• 2015

In midst of electrical energy consumption on the rise due to the industrial development and the improved quality of living, medium capacity and multi boilers which use gas that is comparatively low cost and can be supplied reliably are simulated for energy consumption using the partial load data obtained from the experiment. Economic analysis that considers initial and operation costs is carried out based on the Annual equal payment method.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.8 no.4
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• pp.209-221
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• 2006

The purpose of this study is to analyze the effects of climate change on the nonpoint source pollution in a small watershed using a mid-range model. The study area is a basin in a rural area that covers 384 ha with a composition of 50% forest and 19% paddy. The hydrologic and water quality data were monitored from 1996 to 2004, and the feasibility of the GWLF (Generalized Watershed Loading function) model was examined in the agricultural small watershed using the data obtained from the study area. As one of the studies on climate change, KEI (Korea Environment Institute) has presented the monthly variation ratio of rainfall in Korea based on the climate change scenario for rainfall and temperature. These values and observed daily rainfall data of forty-one years from 1964 to 2004 in Suwon were used to generate daily weather data using the stochastic weather generator model (WGEN). Stream runoff was calibrated by the data of $1996{\sim}1999$ and was verified in $2002{\sim}2004$. The results were determination coeff, ($R^2$) of $0.70{\sim}0.91$ and root mean square error (RMSE) of $2.11{\sim}5.71$. Water quality simulation for SS, TN and TP showed $R^2$ values of 0.58, 0.47 and 0.62, respectively, The results for the impact of climate change on nonpoint source pollution show that if the factors of watershed are maintained as in the present circumstances, pollutant TN loads and TP would be expected to increase remarkably for the rainy season in the next fifty years.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.28 no.5
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• pp.471-482
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• 2019

Water treatment system filled with Bio-stone Ball (BSB) have been developed for the purification of polluted water in many rivers and lakes. The real-scale plants of BSB water treatment system was constructed for field application test and water purification evaluation in Maewha reservoir. The average water purification efficiencies of BSB watertreatment system shows BOD 70.3% (47.2~97.4%), COD 45.3% (26.1~64.7%), TOC 19.2% (8.5~50.0%), SS 82.8% (73.1~92.7%), Chl-a 80.4% (57.2~91.8%), TN 23.2% (6.4~39.5%), and TP 51.8% (-1.1~80.1%). BSB water treatment system shows very high at 70~80% in the water purification efficiencies of BOD, Chl-a, and SS. The average of pollution loading reduction by installation of BSB treatment system shows 39.2% for COD and 16.8% for TP. The water quality improvement rates (%) of the Maewha reservoir shows TOC 14.5%, COD 14.5%, Chl-a 12.5% and TP 25.1%. The BSB watertreatment system can be applied to many agricultural reservoirs and major rivers to deal with serious water pollution issues.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.120-120
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• 2010

에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.481-481
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• 2018

본 연구에서는 4대강 수계 16개 보를 대상으로 보별 오염물질의 정량적인 분석을 통한 수질관리를 목적으로 미공병단에서 개발된 CE-QUAL-W2 모형을 이용하여 보별 유기물(BOD, TOC), 영양염류(TN, TP), 조류생체량(ALG)에 대한 물질수지를 분석하였다. 2013년부터 2017년까지를 분석기간으로 설정하여 각 보 구간에서 상류 보, 지류, 하수종말처리장의 유입부하를 입력조건으로 구성하였으며, 검증된 모델 입력자료 및 출력자료를 바탕으로 각 수질항목에 대한 유입 및 유출부하량을 산정하였다. 또한 월별 및 연간 오염물질의 증감 양을 비교 분석하여 보 구간에서 오염물질의 생산 및 소멸 여부에 대한 평가를 하였다. 조사기간 동안 오염물질의 증감 양은 수계 및 보별, 월별 및 연도별, 그리고 수질항목에 따라 상이한 것으로 나타났다. 5년간 평균 수계별 보 구간으로 유입부하량, 유출부하량에 대한 증감율을 보면 한강수계 3개보의 경우 BOD는 -5.4~3.1%, TN은 -3.9~1.1%, TP는 -6.9~-0.9%, TOC는 -8.1~-2.1%, ALG는 14.4~30.8%를 나타내었으며, 낙동강수계 8개보의 BOD는 -10.3~10.6%, TN은 -12.2~11.4%, TP는 -14.9~21.6%, TOC는 -16.6~2.3%, ALG는 -29.5~30.1%, 금강수계 3개보의 BOD는 -1.6~ -0.5%, TN은 -2.6~-0.9%, TP는 -6.6~-3.9%, TOC는 -5.4~-4.9%, ALG는 3.5~21.5%, 영산강수계 2개보의 BOD는 -0.4~3.1%, TN은 0.6~2.0%, TP는 -9.8~-0.9%, TOC는 -11.4~-10.3%, ALG는 30.3~36.5%로 전반적으로 낙동강수계의 BOD와 TP, 영산강수계의 BOD와 TN을 제외한 오염물질이 보 구간 내에서 침전, 분해 등에 의해 감소하는 것으로 나타났다. 조류생체량은 낙동강의 낙단보와 구미보를 제외한 보 구간 내에서 증가하였으며 특히, 금강과 영산강은 하류로 갈수록 조류생체량이 증가하는 것으로 나타났다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.13 no.3
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• pp.443-453
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• 2011

This research aims at suggesting the mitigation measures of decreasing pollution by analyzing land cover characteristics according to subwatershed, and non-pollutant load characteristics occurring in each subwatershed. Mushim-cheon is selected as a research area, and HyGIS-SWAT is used as a water quality model. This research analyzed outflow load characteristics by classifying land cover, which has over 50% classified items, into a city area, a farmland area and a forest area. The result shows that the yearly occurrence load quantity represents a farmland area, a forest area and a city area in order. In subwatershed-2, occurrence load quantity is analyzed by setting up a buffer zone in the center of stream, and by changing a farmland area into a natural grass land. Therefore, a farmland area in a subwatershed changes 36.6% into 27.9% and 15.3% comparing to previous land cover change. In the analysis of sediment loads occurrence quantity and nutritive salt load occurrence quantity in subwatershed-2, sediment loads occurrence quantity decreases 52% to about 47%, and nutritive salt load decreases 49% and 34% in compare with previous change. Hereafter, this research will set up the mitigation measures scenario, and find out which is more effective for the mitigation measures.

• Journal of Energy Engineering
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• v.21 no.2
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• pp.168-178
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• 2012

The objective of this study is applied to office buildings to evaluate quantitative evaluation method about performance of double-skin at design stage to establish the basis for the purpose of evaluation performance. Select the evaluation building about design plan for applying the double-skin using the dynamic heat load analysis program the annual heating and cooling load of before and after the double-skin. Using CFD to analyze wind factor and applied ventilation for realistic results. Effects of double-skin to apply, and control techniques that can be done more realistically proposed through to set and control for shade control mode of ventilator and inside cavity wall of double-skin. Apply for the building the double-skin due to interpretation of the annual heating and cooling loads applied to interpret the quantitative effect confirmed the possibility. According to the form of a double skin was confirmed cavity environmental changes.