• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.53-58
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• 2002

대부분의 가정용 냉난방겸용 공기조화기(히트펌프)는 실외온도가 $5^{\circ}C$ 이하이고, 습도가 높은 저온고습조건에서 난방운전을 하면 열교환기 표변에 서리가 발생하고, 이로 인해 시스템의 성능이 떨어지게 된다. 이를 방지하기 위하여 어느 일정 조건이나 시간이 되면 히트펌프는 제상운전을 하게 되는데, 보통의 가정용 히트펌프의 경우 난방운전도중에 사이클을 냉방운전으로 전환하여 실외 열교환기의 온도를 높여 줌으로써 제상을 하는 방식 (Cycle reversing method)을 사용하고 있다. 이 방식은 부가적인 제상회로플 구성하 거나 히터를 첨가하는 등의 재료비 증가 없이 제상을 수행한다는 장점이 있으나, 시스템의 에너지 효율 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 소비자의 입장에서 보면 제상운전이 진행되는동안에 따뜻한 바람이 공급되지 않아 쾌적한 공조를 제공받지 못한다는 단점이 있다. 본 자료에서는 먼저 제상방석에 관하여 그 종류와 특정을 알아보고, 최근에 진행되고 있는 착상 지연기술 중 어큐물레이터 내에 히터를 설치하는 방식(Viung C. Mei, et al., 2002, ASHRAE TRANSSACTIONS, V 108, Pt. 1)에 대하여 소개하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.1
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• pp.60-67
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• 2021

This study presented techno-economic analysis of a 500 MWe oxy-coal power plant with CO2 capture. The power plant included a circulating fluidized-bed (CFB), ultra-supercritical steam turbine, flue gas conditioning (FGC), air separation unit (ASU), and CO2 processing unit (CPU). The dry flue gas recirculation (FGR) was used to control the combustion temperature of CFB. One FGR heat exchanger, one heat exchanger for N2 stream exiting ASU, and a heat recovery from CPU compressor were considered to enhance heat efficiency. The decrease in the temperature difference (ΔT) of the FGR heat exchanger that means the increase in heat recovery from flue gas enhanced the electricity and exergy efficiencies. The annual cost including the FGR heat exchanger and FGC cooling water was minimized at ΔT = 10 ℃, where the electricity efficiency, total capital cost, total production cost, and return on investment were 39%, 1371 M$, 90 M$, and 7%/y, respectively.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.2
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• pp.528-534
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• 2020

The early development and use of plate heat exchangers (PHE) were in response to stringent statutory requirements from dairy products in the late 19th century, but PHEs were not exploited commercially until the 1920s. Since then, although the basic concept of PHEs has changed little, its design and construction have progressed significantly to accommodate higher temperatures and pressures, as well as large heat exchanging capacities. The development of current chevron-type corrugated heat plates has been ongoing since the oil shock in the 1970s to improve energy efficiency. The development trend of PHEs is consistent with the development of larger heat plates with better thermal efficiency, lower pressure drop, and good flow distribution. In this study, the thermal performance of small heat plates (PHE-S) and large heat plates (PHE-L) with the same plate depth and corrugation pitch were analyzed experimentally for each channel (H, M, and L type) to suggest development directions of heat plates. The test results showed that for the convectional heat transfer coefficient, the PHE-S was on average, 16.5% higher in the H type, 25% higher in the M type, and 40% higher in the L type than PHE-L. In the case of the pressure drop, the PHE-S was 19% higher in the H type, 46% higher in the M type, and 61% higher in the L type than PHE-L. These results were attributed to the differences in fluid distribution areas between the PHE-S and PHE-L, among other potential causes.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.26 no.7
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• pp.93-106
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• 2010

In performing a series of in-situ thermal response tests, the effective thermal conductivities of six vertical closed-loop ground heat exchangers were experimentally evaluated and compared one another, which were constructed in a test bed in Wonju. To compare thermal efficiency of the ground heat exchangers in field, the six boreholes were constructed with different construction conditions: grouting materials (cement vs. bentonite), different additives (silica sand vs. graphite) and the shape of pipe-sections (general U-loop type vs. 3 pipe-type). From the test results, it can be concluded that cement grouting has a higher effective thermal conductivity than bentonite grouting, and the efficiency of graphite better performs than silica sand as a thermally-enhancing addictive. In addition, a new 3 pipe-type heat exchanger provides less thermal interference between the inlet and outlet pipe than the conventional U-loop type heat exchanger, which results in superior thermal performance. Based on the results from the in-situ thermal response tests, a series of economic analyses have been made to show the applicability of the new addictives and 3 pipe-type heat exchanger.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.17 no.2
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• pp.116-123
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• 2008

In order to study the heat transfer, effectiveness and pressure drop of an internal heat exchanger (IHX) for $CO_2$, heat pump under heating condition, the experiment and numerical analysis were performed. Four kinds of IHXs were used. The section-by-section method and Hardy-Cross method were used for the numerical analysis. The effects of IHX on the flow rate of refrigerant, the IHX length, the operating condition of a gas-cooler and an evaporator and the type of IHXs were investigated. With increasing the flow rate, the heat transfer rate increased about 25%. The heat transfer of the micro-channel tube was larger about 100% than that of the coaxial tube. With increasing the IHX length, the heat transfer rate decreased. The low-side pressure drop was larger compared with that of the high-side. And the pressure drop of the microchannel tube was larger about 100% than that of the coaxial tube. With increasing the high-side temperature and decreasing the low-side temperature, the heat transfer rate increased about 3%. From this study, we can see that new correlation on $CO_2$ heat transfer characteristics and tube type is necessary.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.11
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• pp.915-924
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• 2014

In an aero gas-turbine engine, a surface air-oil heat exchanger (SAOHE) is used to cool the oil system for the gearboxes and electric generators. The SAOHE is installed inside the fan casing of the engine in order to dissipate the heat from the oil system into the bypass duct stream. The purpose of this study was to develop an effective numerical method for designing an SAOHE for an aero gas-turbine engine. A two-dimensional model using a porous medium was developed to evaluate the aero-thermal performance of the fins of the heat exchanger, and a one-dimensional flow and thermal network program was developed to save time and cost in the evaluation of the heat exchanger performance. Using this network program, the pressure drop and heat transfer performance of the heat exchanger were predicted, and the results were compared with two-dimensional computational fluid dynamics results and experiment data for validation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.4
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• pp.459-466
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• 2014

SI Cyclic process is one of the thermochemical hydrogen production processes using iodine and sulfur for producing hydrogen molecules from water. VHTR (Very High Temperature Reactor) can be used to supply heat to hydrogen production process, which is a high temperature nuclear reactor. IHX (Intermediate Heat Exchanger) is necessary to transfer heat to hydrogen production process safely without radioactivity. In this study, the strategy for the optimum design of IHX between SI hydrogen process and VHTR is proposed for various operating pressures of the reactor, and the different cooling fluids. Most economical efficiency of IHX is also proposed along with process conditions.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.14 no.6
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• pp.13-20
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• 1995

In this paper, the thermoacoustic refrigerating system was implemented and its operation was experimentally verified. The system is composed of several parts ,4 inch midrange speaker, speaker housing, chamber, stack housing, stack of plates, heat exchangers, thin pipe and cavity. The system is filled with He gas at 10 bar and contains T-type thermocouples and condenser microphone for measuring the temperature and pressure inside, respectively. In addition, cooling water is used for protecting speaker from thermal destruction and cooling down the hot heat exchanger. For the experimental verification of the implemented refigerating system, electrical impedance and resonance characteristics were measured. The results showed that it was most efficient to drive the system at 340 Hz. When operated at 340 Hz, $30^\circ{C}$ environments and 50 electical watts, the temperature of the cold region decreased by $16^\circ{C}$. The dissatisfaction mainly comes from the incomplete thermal insulation of the cold region. We also pointed out some guidelines to improve the performance for later study.