• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2017년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.445-446
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• 2017

신재생 에너지 분야의 산업과 기술의 발달과 함께 스마트 그리드와 에너지 저장 시스템이 주목받고 있다. 기존의 에너지 공급망에 정보통신기술(ICT)을 접목하여 에너지 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 에너지망에 대한 수요가 늘고 관리기술에 대한 요구가 증가함에 따라, 다양한 에너지 공급원마다의 최적화된 운영시스템을 요구하고 있다. 본 논문에서는 산업분야에서 사용되고 있는 태양열에 기반한 시스템과 누적된 기상 데이터와 집열량에 대한 데이터를융합분석하여 수평면전일사량을 예측할 수 있는 시스템을 제안한다.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
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• 한국산업정보학회 2006년도 춘계 국제학술대회 논문집
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• pp.115-118
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• 2006

빙축열 시스템과 같은 열교환 시스템을 이용하여 심야의 전력 경부하 시 주간에 이용할 냉방부하를 축열하였다가 주간에 공급함으로써 전력의 평준화와 전력 설비의 효율적 운용을 기할 수 있어 전력의 안정적인 수급과 에너지의 효율을 극대화할 수 있다. 하지만 빙축열 시스템의 제어 운전을 전적으로 운전자의 경험에 의존하는 경우에 충분한 냉방 부하를 공급하기 위한 잉여축열에너지가 비경제적으로 많아져서 빙축열 시스템의 경제성이 저하되고 사용 효과가 낮아지는 문제점이 많이 발생되고 있다. 경제적인 활용 효과를 고려하여 빙축열 시스템을 효율적으로 운용하기 위해서는 냉방부하량이 기후 특성에 의해 결정되므로 기후를 정확하게 예측하고 이를 토대로 다음날의 시간별 냉방부하를 예측하여 적정한 축열량을 결정하여야 하는 어려움이 따른다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 신경망을 이용하여 기상 데이터를 토대로 다음날의 온도와 습도를 예측하고 예측된 온도와 습도 및 냉방부하 실적 자료를 기반으로 신경망을 이용하여 시간별 냉방부하를 예측하는 알고리즘을 제시하였다. 제안된 냉방 부하예측 알고리즘에 의해 구축된 한국전력공사 속초생활연수원의 부하예측모델을 이용하여 온도, 습도, 냉방부하를 예측한 결과 기존 방법에 의한 것보다 우수한 예측 성능을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.60-67
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• 2021

본 연구에서는 CO2 포집을 포함하는 500 MWe 급 전기를 생산하는 순산소 석탄화력발전소에 대한 공정흐름도를 제시하였고, 기술경제성 평가를 수행하였다. 이 석탄화력발전소는 순환 유동층 보일러(CFB), 초초 임계 증기 사이클 증기 터빈, 보일러에서 배출되는 배기가스내 수분과 오염물질을 제거하는 배기가스 정제 장치(FGC), 산소 분리 초저온 공정(ASU), 이산화탄소를 분리하는 극저온 공정(CPU)을 포함한다. 건식 배기가스 재순환(FGR)은 CFB연소기내 온도 제어와 고농도 CO2 배출을 위하여 사용되었다. 이 순산소 석탄화력발전소의 열효율을 증가시키기 위하여 FGR 흐름에 대한 열교환, ASU에서 배출되는 질소 흐름에 대한 열교환, 그리고 CPU 내 기체 압축기의 열 회수를 고려하였다. FGR열교환기의 온도차(ΔT)의 감소는 배기가스의 더 많은 폐열 회수를 의미하며, 전기 및 엑서지 효율을 증가시켰다. FGR열교환기의 ΔT가 10 ℃ 에서 FGR과 FGC 주변의 연간 비용이 최소가 되었다. 이때, 전기 효율은 39%, 총투자비는 1371 M$, 총생산비용은 90 M$, 그리고 투자수익률은 7%/y, 그리고 투자회수기간은 12년으로 예측되었다. 본 연구를 통하여 순산소 석탄화력발전소의 열효율 향상을 위한 열교환망이 제시되었고, FGR 열교환기의 최적 운전 조건이 도출되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.515-524
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• 2022

In this study, the on-site hydrogen production process for refueling stations that were not energy-optimized was improved through exergy analysis and heat exchange network synthesis. Furthermore, the process was scaled up from 30 Nm3/h to 150 Nm3/h to improve hydrogen production capacity. Exergy analysis results show that exergy destruction in the SMR reactor and the heat exchanger accounts for 58.1 and 19.8%, respectively. Thus, the process is improved by modifying the heat exchange network to reduce the exergy loss in these units. As a result of the process simulation analysis, thermal and exergy efficiency is improved from 75.7 to 78.6% and 68.1 to 70.4%, respectively. In conclusion, it is expected to improve the process efficiency when installing on-site hydrogen refueling stations.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.119-126
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• 1995

The purpose of this study is to develop the technique of energy recovery and energy saving by using the optimization of heat exchanger network synthesis. This article proposes a new method of determining the optimal target of a heat exchanger network synthesis problem of which data feature multiple pinch points. The system separation method we suggest here is to subdivide the original system into independent subsystems with one pinch point. The optimal cost target was evaluated and the original pinch rules at each subsystem were employed. The software developed in this study was applied to the Alko prosess, which is an alcohol production process, for the synthesis of heat exchanger network. It was possible to save about 15% of the total annual cost.

• 에너지공학
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 2000

공정연계를 최소호하는 IGCC 시스템에 대한 개념설계를 수행하였다. 공정분석은 상용코드인 ASPEN PLUS를 이용하였다. 가스화기의 적절한 운전조건을 찾기위하여 가스화기를 경계조건으로 하는 액서지 민감도분석을 통하여 투입되는 슬러리와 산소의 조건을 결정하였다. 또한 , 생성가스 냉각시 현열을 최대한 회수학 ldn하여 , 열교환망을 통하여 급수를 에열하고 가스화플랜트의 각 부분에 공급하도록 공정을 구성하였다. 여분의 가열된 급수는 갑압증발시켜 복합사이클에서 동력을 생성시키는데 사용되어진다. 이와 같은 시스템은 , 가스터빈 -ASU-가스화플랜트의 공기에 의한 공정연계와, HRSG-가스냉각 및 정제시스템 간의 증기연계를 가능한 적게함으로써 공정의 운전성과 경제성을 최적으로 유지할 수 있다. 본 연구에서 제시하는 공정의 경우에, 열효율이 약 39%(고위발열량 기준)으로 나타났으며, 단위 기기 및 단위공정들의 최적화를 통하여 40%의 효율달성이 가능할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.378-387
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• 2023

석유화학은 전체 산업에너지 소비량 중 약 30%를 소비하는 에너지 다소비 업종으로써 대표적인 이산화탄소(carbon dioxide, CO₂) 배출원이다. 그 중 에틸렌, 프로필렌, 프로판 및 혼합 C4를 생산하는 납사 분해 공정(naphtha cracking center, NCC)은 많은 양의 에너지를 소비하고 상당한 양의 CO₂를 배출한다. 이러한 이유로 경제성과 환경적 측면에서의 효율성을 보장하기 위해 에너지 사용량 및 환경 영향 인자 감소를 목표로 하는 통합 기술경제적-환경영향 평가가 필요하다. 본 연구는 핀치분석에 근거하여 기존 NCC에서 사용되는 열 교환망의 효율성을 분석하고 이를 통해 에너지 사용량을 감축 시킬 수 있는 개선안을 선정하는 것을 목표로 한다. 공정 내 유틸리티 소비량을 줄이기 위하여 고온 스트림과 저온 스트림 사이를 고려한 최적의 열 교환망을 도출하고, 유틸리티 사용량 감소와 열교환기 설치 비용 증가 사이의 트레이드 오프를 고려하여 경제성 평가를 진행하였다. 또한, 환경적 측면을 고려하여 감소된 CO₂ 배출에 대한 환경영향평가를 실시하였고, 경제적-환경 영향 평가는 투자된 자금을 회수하는 회수기간을 사용하여 실제 공정을 바탕으로 적용 가능성이 있는 에너지 절감안을 도출하였다. 경제적-환경영향평가를 고려한 결과 경제성만을 고려한 부분에서는 각 사례별로 4.29개월, 3.21개월, 3.39개월로 나타났고, 경제적-환경 통합 평가의 경우에는 각 사 례별로 4.24개월, 3.17개월, 3.35개월로 각각의 회수기간을 보였다. 이러한 결과는 환경영향평가를 포함하지 않았을 때와 포함하였을 때 모두 동등하게 나타났다. 추가로 주요한 요소가 회수기간에 어느정도 영향을 미치는지 확인하기 위해 각 사례별 민감도 분석을 진행하였다. 민감도 분석결과 열 교환기 비용이 전체적인 비용에 영향을 미치는 주요 원인으로 확인되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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• pp.474-476
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• 2021

전용회선은 두 지역을 독점적으로 사용하는 구조이기 때문에 안정된 품질수준과 보안성이 확보되어 교환 회선의 급격한 증가에도 불구하고 지속적으로 많이 사용하는 회선 방식이다. 하지만 비용이 상대적으로 고가이기 때문에 네트워크 전용회선의 자원을 적절히 배치하고 활용하여 최적의 상태를 유지하는 것이 중요한 요소이다. 이에 본 연구에서는 기업 네트워크에서 사용하는 전용회선의 실제 사용률 데이터를 기반으로 다양한 시계열 데이터 예측 모델을 적용하고 성능을 평가하였다. 일반적으로 통계적인 방법으로 많이 사용하는 평활화 모형 및 ARIMA 모형과 요즘 많은 연구가 되고 있는 인공신경망에 기반한 딥러닝의 대표적인 모델들을 적용하여 각각의 예측에 대한 성능을 측정하고 비교하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.731-734
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• 2009

KIER has been developed a compact and highly efficient fuel processor which is one of the key component of the residential PEM fuel cells system. The fuel processor uses methane steam reforming to convert natural gas to a mixture of water, hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and unreacted methane. Then carbon monoxide is converted to carbon dioxide in water-gas-shift reactor and preferential oxidation reactor. A start-up time of the fuel processor is about 1h and CO concentration among the final product is maintained less than 5 vol. ppm. To achieve high thermal efficiency of 80% on a LHV basis, an optimal thermal network was designed. Internal heat exchange of the fuel processor is so efficient that the temperature of the reformed gas and the flue gas at the exit of the fuel processor remains less than $100^{\circ}C$. A compact design considering a mixing and distribution of the feed was applied to reduce the reactor volume. The current volume of the fuel processor is 17L with insulation.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.256-263
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• 1998

Among process synthesis problems, the heat exchanger network (HEN) has been subjected to the most concentrated effort because this kind of problems was well defined for solving it and 20-30% energy savings could be realized in the present chemical processes. In this paper, we use an evolutionary approach for HEN synthesis because this approach can overcome the local optimum and combine some heuristic rules. The basic evolutionary approach is composed of three parts, that is, initialization step, growth step and mutation step, as in the simulated annealing and genetic algorithm. This algorithm uses the ecological rule that a better cell will live and worse cell should decompose after repeated generations. With this basic concept, a new procedure is developed and a more efficient method is proposed to generate initial solutions. Its effectiveness is shown using test examples.