• 기계와재료
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• 제24권1호
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• pp.64-71
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• 2012

열교환기은 대부분의 플랜트에서 공정효율을 결정하는 핵심기자재이다. 이에 따라 플랜트 전체 효율을 향상시키기 위한 고효율 열교환기에 대한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며, 최근 들어 심해저플랜트 등의 고압환경용, 가스액화 플랜트 등에 적용되는 극저온용, 가스터빈 등에 적용되는 초고온용 등 극한환경에서 사용되는 플랜트용 고신뢰용 열교환기에 대한 니즈가 증가하고 있다. 따라서, 국내업체들의 플랜트 기자재 시장 진입 및 점유율 확대를 위해 이러한 극한환경용 열교환기에 대한 원천기술 확보 전략이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 플랜트용 열 교환기 기술현황에 대해 살펴보고자 한다.

• 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.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.131-148
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• 2015

본 연구는 지열시스템 열교환 효율의 개선방안을 모색하기 위한 것으로 금속재질의 열교환기인 동관 및 스테인레스관과 기존 지열시스템에 많이 적용되는 PE관을 이용하여 지열열교환기의 재질에 따른 열전달 효율을 비교 분석하였다. 또한 지하매질의 지하수에 포함되어 있는 지하수열을 동시 활용할 경우의 열전달 효율 변화를 평가하고 그 적용성을 검토하였다. 열교환기 내의 유속, 유량 및 열교환기의 구경을 조절함으로써 열교환기의 재질에 따른 열전달 효율을 평가 후 현장실증시험 설계인자를 도출하였다. 열교환 효율과 유효 열전도도는 현장 열전달 효율 시험 및 열응답 시험을 통해 변화양상을 분석하였다. 분석결과 금속재질이 PE관에 비해 높은 열전달 효율을 보였으며, 유량에서의 구경증대에 따른 열전달효율은 크지 않았으나 유속에서의 구경증대에 따른 열전달효율은 높아지는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1004-1006
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• 2010

차량에 사용되는 무시동 히터 열교환기의 효율 개선을 위하여 열전달 해석을 수행하였다. 연구에 사용된 히터는 연료 공급관을 통해 연소부로 연료를 공급하고 연소시켜, 열교환기에 열을 전달한다. 열전달 효율을 증대시키기 위하여 열전달면 및 연소면의 형상을 해석적으로 개발하였다. 개선된 열교환기 모델은 외부 형상을 기존 제품과 동일하게 설계하여 단품상으로 교체가 가능하도록 설계 하였다. 해석 결과 기존 모델에 대비 개선된 모델에서 열전달 효율이 약 5.6배 향상되었다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.177-181
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• 2010

열교환기는 용도에 따라 여러가지 형태가 존재하지만 중요한 것은 열교환기의 성능을 향상시킴으로서 열교환기의 크기를 소형화하는 것이라 할 수 있다. 그러나 보일러처럼 열교환기가 버너 앞에 위치할 경우 열교환기의 효율도 중요하지만 환경오염물질의 배출특성도 고려되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 비예혼합화염보다 화염길이가 짧고 당량비 조절을 통해 $NO_x$ 및 CO 배출을 제어할 수 있는 예혼합방식의 버너 앞에 원형관 열교환기를 설치한 후 열교환기 관사이의 거리 및 당량비를 변화시킬 때 $NO_x$와 CO의 배출특성과 열교환기의 열효율을 실험적으로 구하였다.

• 기계저널
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• 제33권11호
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• pp.951-956
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• 1993

우리나라 자동차 공업의 성장과 더불어 자동차용 공조기기 산업도 빠른 속도로 양적인 성장을 하여, 특히 자동차용 공조장치는 1992년 공조 관련 기기 총생산액의 약 40%를 차지했다. 자동 차용 공조장치는 압축기, 열교환기, 송풍팬 등의 주요 요소로 구성되어 있으며 이중에서 열교환 기는 공조 공간인 차실내의 쾌적성 향상, 구성 기기의 에너지 효율 향상등과 밀접한 관계가 있다. 이러한 자동차용 열교환기는 에너지 파동 이후 에너지와 자원의 절약에 대한 사회적인 요구에 부응하여 보다 고성능, 소형화, 경량화를 요구하게 되었다. 최근에는 전세계적으로 지구 환경문 제에 대한 관심이 고조되어 에너지 자원의 효율적인 이용, 환경 보호 등을 포함하는 광범위한 열문제를 고려할 필요가 있게 되었다. 특히 자동차용 열교환기는 산업용이나 가정용 고조 시스 템의 열교환기와는 달리 설치공간의 제약, 부하 변동폭의 증대 등으로 인해 고성능, 소형화가 요구되며 또한 자동차의 연비향상을 목적으로 경량화가 요구됨과 동시에 환경 문제의 발단인 대체 프레온 대응 등 해결해야 할 기술적인 과제가 많다. 이러한 상황을 감안하여 대표적인 자 동차용 열교환기의 기술 동향을 소개하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.587-592
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• 2008

이산화탄소 냉매 시스템용 내부 열교환기의 성능을 조사하기 위하여 4종류의 내부 열교환기를 사용하여 냉방운전조건에서 실험을 수행하였다. 내부 열교환기의 길이, 관 개수, 운전조건, 형상 변화에 대한 영향이 연구되었다. 내부 열교환기 길이가 증가할수록 능력과 효율은 향상되었다. 압력강하는 고압측보다 저압측에서 더 크게 나타났다. 가스쿨러의 온도가 높아질수록 능력과 효율은 선형적으로 증가하였으며, 증발기의 운전조건은 과열도보다는 이상영역을 설정하면 효율증대 효과 측면에서 유리하였다. 마이크로 채널의 경우가 튜브보다 능력과 효율이 크게 우수하였지만 압력강하 측면에서는 크게 불리하였다.

• 기계저널
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• 제33권11호
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• pp.936-941
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• 1993

최근 소비전력 구제 및 $CO_{2}$ 발생량 구제 등으로 인하여 에너지 절약형 제품에 대한 요 구가 점증하고있어 핵심부품인 열교환기의 효율 향상은 숙명적인 과제라 할 수 있다. 에어컨에 사용되고 있는 응축기와 증발기(condenser/evaporator)는 대부분이 핀-튜브(fin-tube)형의 직교 류형 열교환기 (crossflow heat exchanger)이다. 이와 같은 열교환기의 성능에 영향을 미치는 인자들은 크게 핀과 튜브로 구성되는 기하학적인 인자와 공기부와 냉매부로 나뉘어지는 물리적인 인자로 나눌 수 있다. 이 글에서는 핀-튜브형 열교환기의 설계시 고려하여야 할 기하학적 인자와 물리적 인자에 대하여 기술하고자 한다.

• 기계저널
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• 제54권5호
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• pp.36-39
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• 2014

이 글에서는 가스터빈의 효율향상을 위해 사용되고 있거나 개발 중인 열교환기들을 소개하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제38권3호
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• pp.24-27
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• 2009

열교환 효율이 높고 소형화에 유리하여 차세대 열교환기 기술로 떠오르고 있는 마이크로 채널기반의 열교환기를 극저온 LNG 플랜트에 적용하기 위한 연구에 대하여 소개하고자 한다.