• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.539-539
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• 2012

전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터는 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업의 일환으로, 고 엔탈피, 초음속 유동 환경을 모사하여, 항공우주, 군사기기, 핵융합 분야 등의 고온 재료 개발을 위한 기초 연구 장치로써, 0.4MW급 플라즈마 풍동 장치를 구축하고 있다. 0.4MW 플라즈마 풍동 장치의 플라즈마 발생부는 DC 전원 공급장치와 디스크 형태의 양극과 음극 사이에 동일 형태의 간극을 삽입한 0.4MW급 분절형 아크 플라즈마 토치로 구성되었으며, 토치에서 발생된 아크 플라즈마는 노즐을 통과하며 마하 2~4의 초음속을 나타내도록 설계 제작되었다. 시험 챔버는 노즐에서 나온 초음속 플라즈마의 특성 및 재료 시험을 위한 3차원 이송식 기판이 장착되어 있으며, 고 엔탈피 유동을 관측하기 위한 광학창을 구비하였다. 시험 챔버 하류에는 유동 안정을 위한 디퓨저(diffuser)가 설치되어 있으며, 디퓨저(diffuser)로부터 배출되는 고온가스는 열교환기를 통해 냉각된 후 진공펌프를 통해 대기로 배출되게 된다. 장치의 압력조절을 위하여 $1,000m^3/min$의 용량의 진공펌프 시스템이 설치될 예정이며 가스공급장치, 냉각수 공급장치, 디퓨져, 열교환기는 1MW급 용량으로 설계 제작되었다. 본 장치는 400kW의 전원 공급, 15 g/s의 공기유량 주입 시 약 13 MJ/kg의 고엔탈피를 가진, mach 2~4의 초음속 유동을 나타내는 것을 특징으로 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.1
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• pp.31-36
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• 2021

Recently, automobile air conditioning systems have applied an alternative refrigerant that can replace the high GWP refrigerant R134a due to the global warming problem. This study simulated the performance of an automobile climate control system with an internal heat exchanger and TXV. Refrigerant R1234yf was applied as the working fluid. Amesim, a commercial software program, was used to model the main components of the compressor, condenser, TXV, evaporator, and internal heat exchanger. As the outside temperature increased from 30℃ to 40℃, the cooling capacity of the system decreased by 3.1%, and the power consumption of the compressor increased by 17.1%. In addition, The performance characteristics of the refrigeration cycle were simulated by increasing the fin pitch of the condenser from 0.8 mm to 1.4 mm. When the fin pitch was larger than 1.0 mm, the condenser capacity decreased, and the system COP was lowered by 5.9%. When the fin pitch of the condenser was 0.8 mm, which was smaller than 1.0 mm, there was no significant change in the system performance. Hence, the optimal performance was observed at a fin pitch of 1.0 mm.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.194.1-194.1
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• 2011

본 연구에서는 지열히트펌프 시스템의 열원으로써 지열이외에 건축물의 미활용 에너지라고 할 수 있는 상수도의 에너지를 활용하여 지중열교환기의 천공길이를 줄이는 것이 주요 목적이며, 또한 건물의 미활용에너지를 냉난방에너지원으로써 이용 가능한 것을 보여주는 것에 있다. 실험은 4인 가족기준으로 3RT 용량의 히트펌프를 설치하고 인당 평균 177 liter/day 기준으로 하루에 약 710 liter/day의 물을 사용하는 것으로 가정하였다(환경부 2007년 상수도 통계값). 시간당 가정내에서 사용하는 물량은 일정하지 않아 일일 8시간 사용하는 것으로 하여 약 1.5 LPM 으로 실험하였다. 저수조의 크기 및 지열 히트펌프의 열원으로써 사용가능한 열량을 계산하기 위해 CFD 시물레이션을 수행하였다. CFD의 결과 상수도를 급수하기 위한 저수조의 크기는 $2m^3$로 결정하였으며 이때 열원으로써 사용가능한 열량은 약 0.7RT였다. 48시간의 실험기간 동안 저수조를 통해 얻은 열원은 0.6RT 였으며 100m의 지중열교환기를 통해 얻은 열원은 2RT 였다. 히트펌프 자체의 난방 COP는 평균 4.2를 나타내었으며 펌프등의 소비전력을 포함한 System COP는 4.0 나타내었다. 이번 연구를 통해 건물의 미활용에너지인 저수조의 물을 이용하여 지열히트펌프의 열원으로써 이용 가능하며 기존의 지열히트펌프 시스템대비 천공길이 단축, 시공비 저감이 가능한 것을 볼 수 있었다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.21 no.8
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• pp.456-461
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• 2009

Recently, an increasing interest in district heating system has emerged rapidly, In this paper, the physical measurements and data to be monitoring through the internet were carried out with regard to hot water heating energy consumption at the three apartment housings with district heating system in Sang-am district of Seoul, Korea, Measurements were made of the thermal factors such as the pressure of heating pipe, flow rates, hot water temperature and etc, The objective of this study is to compare the design capacity of reheat exchanger with that of preheat exchanger in order to evaluate for the number of plates of two exchangers to be distributed properly.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.115-118
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• 2010

2 Types of heater (Vitiated Type, Clean Air Type) in order to increase the temperature for a test are used for industry. In this report, large capacity clean air type heater was designed. Heater capacity and LNG consumption rate can be calculated by the air mass flow and heater inlet/outlet temperature. The heater is composed by Burner, Furnace, Heat Exchanger, and Stack. The hot air from the burner and cold air from the tube inlet exchange their heat indirectly in the heat exchanger, so the desired temperature can be achieved at the exit of the tube.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.11
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• pp.2196-2202
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• 1992

The optimum size combination of heat exchangers in a Joule-Thomson(J-T) circuit for small cryogenic systems has been sought analytically, when the circuit is combined with a two-stage Gifford-McMahon(GM) cooler. Full thermodynamic cycle analysis was carried out to predict the performance of the combined refrigeration system. Relevant convective heat transfer coefficients, the computerized properties of helium, and the refrigeration capacity curve of a typical GM cooler have been used in the analysis. The result showed that, by changing the configuration(heat exchanger area ratio) of the system, the performance of the commonly-used GM/J-T refrigerators could be optimized. For the maximum refrigeration performance, the optimum mass flow rate of the refrigerant and the relative size between the heat exchangers have been obtained, when the cooling load was 0.1W at 3.995K with the total heat exchanger area being given.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2003.07a
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• pp.134-134
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• 2003

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.15 no.3
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• pp.187-195
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• 2003

The geometric size and the refrigeration capacity of a refrigeration system are strongly dependent on the capacity of heat exchanger, which is one of the key design parameters. In this paper, the effect of the capacities of heat exchangers on the performance of a real refrigeration system operated in a vapor compression cycle was analyzed by the numerical simulation. From the results, the conditions that gave the maximum values of the refrigeration capacity or COP were respectively determined as a function of the capacities of condenser and evaporator under the given ambient and operating condition.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.2
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• pp.85-91
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• 2016

The Positive Temperature Coefficient (PTC) is used for cabin air heating of a battery electric vehicle, which is different from conventional vehicles. Since the PTC heater consumes a large quantity of power in a parasitic manner, many valuable studies have been reported in the field of alternative heat pumps. In this study, a model for an R134a heat pump taking into account the thermal environment of the cabin was developed for a MATLAB/SIMULINK(R) platform. Component and cabin models are validated with reference values. Results show that the heat pump is more competitive for parasitic power consumption over all ambient temperature conditions. Additionally, the method of waste heat recovery to overcome disadvantages when temperatures are below zero is applied to efficiently operate the heat pump.