• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.135-140
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• 1996

액체금속로 계통의 중간열교환기 (IHX) 설계 및 해석을 위한 방법론을 개발하기 위한 일차적인 작업으로 일반적인 관-통형 열교환기의 통측 압력 손실에 대한 연구를 수행하여 통측의 유동 특성을 조사하고 이러한 특성을 바탕으로 압력 손실 분석모형 전산 코트 ASTEEPL 을 개발하여 측정자료와 비교한 결과 그 분석결과가 잘 일치하였으며 개발된 분석 모형을 이용하여 관-통형 열교환기 설계 인자와 압력 손실 및 교환기내의 유량간의 관계를 분석 하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.179-186
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• 2008

현재 대부분의 산업용 열기관은 효율을 높이기 위하여 연소에 사용되는 공기를 예열하는 방법을 사용한다. 하지만, 산업용 열기관에서 평균적으로 발생되는 $1000^{\circ}C$ 이상의 배기가스는 일반 금속 열교환기에는 적합하지 않다. 이에 반해 세라믹 열교환기의 경우 고온에서 견디는 장점이 있다. 본 연구에서는 기본적인 열교환기 설계 이론을 이용하여 설계프로그램을 제작하였다. 또한 세라믹 열교환기 내 열 유체 거동을 CFD 상용코드인 FlUENT 6.2를 이용한 전산해석을 수행하여 설계결과를 비교 검증하였다. 설계 결과에서 휜의 형태 변화에 따라 열전달율과 온도구배는 무시할 수 있을 정도로 작았으나, 압력강하는 크게 변동되는 결과가 도출되었다. 제한된 모듈 크기에서 휜 간거리는 휜의 두께에 비해 약 3배 이상 클 경우가 적당하며, 판(plate)의 두께는 작을수록 압력손실이 적고, 열전달율이 상승하지만 두께가 너무 얇게 된다면 제작상의 어려움이 생긴다. 향후 연구에서는 단순한 구조에서 벗어나 off-set이나 판형구조를 고려하여 설계함으로서 열전달 면적을 넓히거나 난류유동을 발생시켜 열전달율을 높이는 연구를 진행 할 필요가 있다.

• 신재생에너지
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• 제2권2호
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• pp.86-93
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• 2006

유출지하수나 지표수를 열원으로 지열히트펌프의 지초자료로 활용하기 위하여 Pond Loop형 열교환기를 설계, 제작하여 유동이 없는 수조 내에서 수조의 온도가 변화함에 따라 일정한 열교환기 입구온도를 유지하면서 열전달량을 측정하였다. 그 결과 수조를 Heat Source로 사용하는 경우 $5,500{\sim}4,500kcal/h$의 열량이 전달되었고 수조를 Heat Sink로 사용할 경우 $5,200{\sim}3,500kcal/h$의 열량이 전달되었다. 또한 열교환기 관내 유속이 증가함에 따라 열전달량이 증가하는 경향성을 확인할 수 있었고 이는 동시에 열교환기 입출구의 차압을 증가시킴을 알 수 있었다. 열교환기의 설계단계에서 사용하였던 열전달관계식으로 구한 총괄열전달계수, U와 실험값을 통해 유추한 U값을 비교한 결과 실험에 의해 유추된 U값이 $24{\sim}27%$ 설계치보다 크게 나타났다. 본 연구를 통하여 유출지하수 뿐만 아니라 하수 및 하천수를 이용한 지열히트펌프의 기초자료를 확보할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.445-450
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• 2006

유출지하수나 지표수를 열원으로 하는 지열히트펌프의 기초자료로 활용하기 위하여 Pond Loop형 열교환기를 설계, 제작하여 유동이 없는 수조 내에서 수조의 온도가 변화함에 따라 일정한 열교환기 입구온도를 유지하면서 열전달량을 측정하였다. 그 결과 수조를 Heat Source로 사용하는 경우 $5,500{\sim}4,500kcal/h$의 열량이 전달되었고, 수조를 Heat Sink로 사용할 경우 $5,200{\sim}3,500 kcal/h$의 열량이 전달되었다. 또한 열교환기 관내 유속이 증가함에 따라 열전달량이 증가하는 경향성을 확인할 수 있었고, 이는 동시에 열교환기 입출구의 차압을 증가시킴을 알 수 있었다. 열교환기의 설계단계에서 사용하였던 열전달관계식으로 구한총괄열전달계수, U와 실험값을 통해 유추한U값을 비교한 결과 실험에 의해 유추된 U값이 $24{\sim}27%$ 설계치보다 크게 나타났다. 본 연구를 통하여 유출지하수 뿐만 아니라 하수 및 하천수를 이용한 지열히트펌프의 기초자료를 확보할 수 있었다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.776-793
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• 1995

인간이 쾌적한 환경을 요구하는 수준과 함께 개발 및 개선되어 온 공조용 finned tube 열교환 기에 대한 연구는 앞으로도 환경과 소형화 및 정숙 운전의 요구에 부응하기 위하여 지속적인 연구 및 개선이 요구될 것이다. 또한, 생산기술이 발달함에 따라 이에 적합한 새로운 형태의 경 제적이고 효율적인 열교환기의 설계가 필요할 것이다. 특히 앞으로 중요성이 더욱 강조될 환경 오염, 재료의 재활용 등의 측면은 현재 우리가 개척해야 할 분야일 것이다. 한편으로는 국내의 짧은 열교환기 개발의 역사에 의하여 지금까지 사용되어 온 외국의 기술 및 특허 등의 무　제에 대하여 국내 고유의 기술을 보유할 수 있도록 더욱 노력을 하여야 할 것이다. 나아가 실제 열 교환기에서의 확장표면의 효과, 냉동유의 영향 그리고 혼합냉매의 열전달 특성 등을 고려할 수 있는 상관식을 개발함으로써 국내의 열교환기 설계기술이 외국에 비하여 우위를 점할 수 있도록 하는 노력이 계속되어야 할 것이다. 그리고 미래까지 이러한 기술적 우위를 지속하기 위해서는 혼합냉매의 상변화 열전달현상의 기본 메카니즘을 밝히는 등의 열교환기에서의 열유동특성에 대한 기초적인 연구와 새로운 형태의 열교환기 개발 및 전기장을 이용한 열전달 촉진 등의 신 기술을 이용한 열전달 연구 등에 대한 투자와 관심이 지속되어야 한다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권1호
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• pp.49-56
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• 2016

본 연구에서는 설계 인자가 지표수 열교환기 길이에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 수직 밀폐형 지중열교환기와 지표수 열교환기를 같이 이용한다고 가정한 후, 지중 순환수의 온도 변화를 분석하였다. 지표수 열교환기 출구 온도와 연못 온도의 차이를 크게 하면, 열교환기 파이프 길이는 줄어들었다. 아울러 연못 온도가 높을수록 파이프 길이는 감소하지만, 파이프 바깥지름의 영향은 상대적으로 적었다. 또한 파이프 두께가 얇을수록 전도 열전달에서 열저항의 영향이 감소하기 때문에 파이프 길이는 감소하였다. 수직 밀폐형 시스템에 지표수 열교환기를 추가 적용하면, 지중열교환기 순환수 온도는 시간이 지날수록 감소하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.251-258
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• 1990

본 연구에서는 제 1보에서 다루었던 프로세스 해석의 결과들을 토대로 하여 열교환기의 최적 설계를 행하는데 주력하였다. 먼저, 열교환기의 최적 설계를 행하 는데 주력하였다. 먼저, 열교환기의 열설계에 필요한 CO$_{2}$와 Natrium의 물성치 및 열전달에 관한 기존의 실험식들을 여러문헌으로부터 연구 검토한 후 프로그램에 편 리하게 이용할 수 있도록 전산화 하였으며, 열교환기의 설계시 필요한 전체 경비의 최 소화를 기하는 방향으로 최적화된 설계인자들을 결정하도록 시도하였고 또한 최적화된 프로그램을 개발함으로써 인력, 외화 및 에너지 절감의 효과를 얻고자 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1068-1071
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• 2017

3단 터빈배기부 구성은 터빈 플랜지, 열교환기, 배기덕트와 추력노즐로 이루어진다. 냉가스 가압 방식에 비하여 열교환기 가압 방식을 사용함으로서 추진제탱크 가압을 위한 헬륨가스 자체 무게와 저장 탱크 무게가 감소하는 장점이 있기 때문에 발사체에 열교환기를 사용한다. 가스발생기는 추진제 연료과농 조건에서 연소가 이루어지며, 연소가스 중에 그을음이 많이 포함되어 있기 때문에 열교환 효율이 감소하는 것을 고려하여 열교환기를 설계해야 한다. 본 논문에서는 터빈배기부 구성품 배치, 열교환기 내부 구조 및 제작성을 고려한 설계기법, 기 설계된 노즐 설계를 바탕으로 3단 터빈배기부 재 노즐 설계 형상에 대한 장점을 기술하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1003-1009
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• 2012

열교환기는 에너지전달을 필요로 하는 산업분야에 널리 사용되고 있으며 효율이 좋은 판형 열교환기의 비중이 크게 증가되고 있다. 본 연구는 판형열교환기의 최적설계를 위하여 주요설계인자를 분석하고 방정식을 유도하였으며 상용코드와 비교 분석하였다. 판의 쉐브론각에 따른 열전달계수와 압력강하 설계식을 도입하였으며 각각의 설계식은 레이놀즈 수의 함수로 표현되었다. 이 설계식을 이용해 쉐브론 각이 동일한 판을 사용하였을 경우와 쉐브론각이 다른 두 판을 교차한 경우에 대하여 성능 해석하였으며 상용프로그램의 결과와 비교분석하였다. 성능해석을 한 결과 대류열전달계수는 8%이내, 압력강하는 5%이내의 오차로 만족할 만한 결과를 나타냈다.