• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2004.06a
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• pp.9-9
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• 2004

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.1
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• pp.251-258
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• 1990

Optimal design of heat exchanger for closed CO$_{2}$ gas turbine plant of three processes selected from the result of cycle analysis have been discussed previously paper(I) has been carried out under specified inlet and outlet conditions. Independent variables such as number of parallel connection, tube diameter, shell side and tube side pressure loss as well as dependent variables such as shell diameter, number of tubes, number of serial connections were all characterized according to the standardization or so. Search method was used to construct a computer simulation together with the calculation of heat transfer rate by logarithmic mean temperature difference method. Strength analysis of major parts was carried to examine their dimensions satisfying heat transfer and pressure loss requirements.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.7 no.4 s.21
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• pp.7-13
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• 2003

This study was carried out to optimize premixed burner and heat exchanger of the condensing gas boiler which can save energy by utilizing latent heat of combustion gas and reduce pollutant in exhaust gas. The heat exchanger of the gas boiler was composed of three parts, which were an upper, lower, and coil heat exchanger. The upper heat exchanger was placed outside of the premixed burner and a lower heat exchanger was located under the upper heat exchanger. And, coil heat exchanger rounded the outer surface of an upper and lower heat exchanger. The boiler designed by this research reaches turn-down ratio 4:1 in the domain of equivalence ratio 0.75${\~}$0.8 and thermal efficiency of $97\%$. Emission of NOx and CO concentration was under 20ppm and 140ppm at equivalence ratio 0.8. When diameter of the burner is replaced from 60mm to 50mm, emission of CO was reduced about 50ppm remarkably.

• Transactions of the KSME C: Technology and Education
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• v.3 no.1
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• pp.23-28
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• 2015

In this paper, we performed the design optimization dual-shell and tube heat exchanger on exhaust waste heat recovery for gas heat pump using CFD and RSM. CFD analysis is useful to design the complex structure such as double shell and tube heat exchanger. By computer simulation, engineers can assess the feasibility of the given design factors and change them to get a better design. But if one wishes to perform complex analysis on the simulation, such dual-shell and tube heat exchanger for GHP, the computational time can become overwhelming. CFD is powerful but it takes a lot of time for complex structure. Therefore, the CFD analysis is minimized by the optimization using the RSM method. As a result, the number of baffle and tube are optimized by 6 baffles and 25 tubes for heat transfer and flow friction. And then pressure drop and heat transfer is improved about 12.2%. We confirm the design optimization using CFD and RSM is useful on complex structure of heat exchanger.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.4
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• pp.497-503
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• 2012

The aim of this study was to optimize S-tube shape of heat exchanger in term of reducing the size of tube bundle and improving the mechanical properties such as the thermal stress and resonance. The geometric parameters such as offset length, the straight distance between one end and other end of tube, the tube length in straight portion and fillet radius was assessed as a valid parameters. The structural analysis was performed to estimate the structural characteristics. Main effect analysis was performed to investigate the main effect for the various geometric parameters. The response surface methodology was employed to establish mathematical approximation models as a function of the geometric parameters of the S-tube. Also, The optimization was performed to optimize geometric parameters of S-tube using the regression equations and optimization tool. The optimized tube shape has been proposed. Those could be used in the heat exchanger design used in high temperature.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.193-193
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• 2011

현재까지 대부분의 지열원 열펌프 시스템에 관한 연구는 열펌프 유닛과 지중열교환기에 대해 개별적으로 수행되었으며, 열펌프 유닛과 지중열교환기 설계 및 최적화의 공통변수인 지중순환수 유량에 따른 시스템 전체에 대한 연구성과는 매우 미미한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 인증되어 보급되고 있는 물매물 지열원 열펌프 유닛의 성능 자료를 분석하고, 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 열펌프 유닛의 성능 실험 및 지중열교환기 형상에 관한 설계 및 분석을 수행하여 지열원 열펌프 시스템 최적화에 관한 기반 기술 확보하고자 하였다. 현재 국내의 물대물 지열원 열펌프 유닛의 냉방 및 난방 조건에서의 최소 인증 COP는 각각 4.1과 3.45이다. 다양한 용량 및 성능을 갖는 국내 인증 물대물 지열원 열펌프 유닛에 대한 정량적 성능 분석을 위하여 3.5kW(1RT) 용량당의 지중순환수 유량과 COP를 고찰하였다. 냉방운전시 3.5kW 단위 용량당 열펌프 유닛의 지중순환수 유량은 10.73에서 18.52LPM을 나타냈으며, 난방운전에는 10.41에서 18.16LPM을 나타냈다. 이때, 냉방 COP는 4.1에서 5.4의 값을 나타냈으며, 난방 COP는 각각 3.5에서 4.2를 나타냈다. 인증 열펌프 유닛에서 지중순환수 유량과 열펌프 유닛의 냉난방 성능은 일정한 경향성을 나타내지 않았다. 지중순환수 유량에 따른 지열원 열펌프 유닛과 시스템의 성능을 정량적으로 분석하고자 지중순환수 유량 변화에 따른 물대물 지열원 열펌프 유닛 성능 실험을 수행하고 이를 기반으로 지중열교환기를 설계 및 분석하였다. 냉난방 각 운전모드에서 ISO 13256-2 규격과 NRGT 101 규격을 기준으로 지중순환수와 부하측 유량 6LPM 에서 36LPM 사이에서 변화시키며 성능 실험을 수행하였다. 냉방 및 난방모드 모두 유량이 증가함에 따라 열펌프 유닛 COP가 증가하였으나, 유량 증가에 따른 열펌프 유닛 COP 증가율은 감소하였다. 지중순환수 유량이 18LPM 이상에서는 COP 상승폭은 미소하였다. 기존문헌의 부하 산정자료와 열펌프 유닛 실험 성능 데이터를 이용하여 지식경제부 고시 2009-332호에 준하여 수직밀폐형 지중열교환기를 설계하고 순환펌프 소요동력을 이용하여 시스템 COP를 분석하였다. 지중열교환기 설계 시 국내에서 가장 많이 사용되고 있는 상용지중열교환기 설계프로그램인 GLD 프로그램을 사용하였다. 지중순환수와 부하측 2차 유체 유량 증가 시에 열펌프 유닛 COP 증가율 대비 시스템 COP 증가율은 감소하였으며, 난방모드에서는 일정 유량 이상에서는 열펌프 유닛 COP는 증가하였으나, 시스템 COP는 감소하였다. 또한, 지중순환수 유량 증가에 따라 지중열교환기 길이가 증가하였으며, 냉난방시의 지중열교환기 길이차이가 증가하였다. 지열원 열펌프 시스템의 고효율화 및 시공비 절감을 통한 경제성 확보를 위해서는 지열원 열펌프 유닛 성능과 지중열교환기 형상 공통 변수인 지중순환수 유량을 함께 고려하여 시스템을 설계하여야한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1993.11a
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• pp.13-21
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• 1993

석탄가스화 복합발전 플랜트의 부속공정인 중기터빈 시스템에 대한 공정 전산해석을 상용 공정해석 소프트웨어인 ASPEN 코드를 이용하여 수행하였다. 폐열회수보일러에서 생성되는 고압증기 조건을 2400psig로 채택하였으며, 폐열회수보일러의 열교환기 배열 및 생성증기의 조건에 따른 증기터빈 시스템의 성능변화를 고찰하였다. 페열회수보일러에서의 열교환기 배열, 생성중기 조건 및 공급수 예열 방법에 따라 증기터빈 시스템의 성능이 변화하게 되므로 이의 정확한 이해를 통하여 증기터빈 시스템의 최적화를 도모할 수 있다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.16 no.6
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• pp.542-549
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• 1987

중요한 기본을 요약하고 엑서지를 에너지 변환에서 가장 중요한 기본 과정에 응용하는 열전달 문제를 제시한다. 열전달로 인한 엑서지 손실과 고온체, 저온체의 단열, 열교환기의 설계와 관련된 결과를 논의한다. 또한 비아제오트로픽(non-azeotropic) 혼합물을 응용한 열펌프 열교환기에서의 엑서지 절약에 대한 연구를 설명한다. 열전달과 압력강하로 인한 손실의 합인 총엑서지 손실이 최소로 되는 최적의 Reymolds 수가 존재함을 보여준다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.17 no.11
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• pp.974-980
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• 2005

The optimization of design factors on the frosting performance of a fin-tube heat exchanger is carried out using Taguchi method. The fin spacings of the heat exchanger are selected as design factors. Optimum values of the design factors under operating conditions of a household refrigerator/freezer are proposed. The average heat transfer rate and operating time of the optimum models, compared to those of a reference model, are increased at most by $6.5\%$ and $12.9\%$, respectively.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.14 no.3
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• pp.199-205
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• 2002

In this paper, the optimum shape and arrangement of ribs in the channel of a plate heat exchanger are studied. The following dimensionless geometric parameters of ribs are selected as design variables: rib height ($H_R$), angle of attack ($\beta$), rib pitch ($P_R$), rib distance (L) and aspect ratio of rib (AR). The optimization is performed by minimizing the objective function consisting of the Nusselt number and the friction factor. The optimal values of design variables are as follows: $H_R$=0.263, $\beta$=0.290, $P_R$=3.142, L: 3.954, AR=0.342. The pressure drop and the heat transfer of the optimum model, compared to those of the reference model, are increased by 15.1% and 41.6%, respectively.