• Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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• v.13 no.4
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• pp.71-76
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• 2011

Earth to air heat exchangers made by iron, aluminium, copper and poly-ethylene pipe for single greenhouse heating were experimented and blowers. Earth to air heat exchanger was installed by pipelines in earth tube at 70cm depths and air blower was the heating capacity 3kW/h, As the result, Temperature difference due to temperature history of the inlet and outlet air on the various type in earth tube in greenhouse showed that air temperature at the various type in earth tube, comparison tube were make no difference respectively. Under the experimental condition, heat fluxes and heating load were showed 6,800Kcal/h, 19,699kcal/h generally yield of Lactuca Sativa cultured during days of sowing 90day in greenhouse using copper pipe was 170% incleased.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.24 no.2
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• pp.73-81
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• 2004

태양열의 이용에 있어 직접접촉식 열교환기(DCHX)는 여러 가지 잇점을 제공한다. 그중에서도 제일 부각되는 것은 폐쇄형 열교환기의 대체에 다른 경비 절약과 작은 온도차에서도 열교환이 가능한 뛰어난 열성능일 것이다. 본 연구는 액-액 타입의 직접접촉식 열교환기에 대한 열성능 실측을 통하여 직접 접촉 열교환에 대한 이해를 증진하고 아울러 태양열에의 적용성을 평가하고자 하였다. 실측 시스템은 집열기와 펌프 그리고 직접접촉식 열교환기로 구성되어 있는데 작동유체의 종류에 따라 서로 다른 두 가지 방법에 의해 열교환기 내로 유입되도록 하였다. 작동유체로는 Texatherm 46과 물이 사용되었는데 이는 이들 유체가 서로 전이지 않고 높은 온도$(<150^{\circ})$에서도 화학적으로도 안전하며 열적으로도 비교적 양호한 성능을 가지고 있기 때문이다 본 연구는 실측을 통해 열교환기 내에서의 미미한 열성층화 현상에 대한 메카니즘을 확인하였으며 아울러 열교환기의 작동유체에 따라 작동의 안정성과 열적 성능(11% 차이)이 다르게 나타날 수 있음을 보여주고 있다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.4.2-4.2
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• 2010

최근 열전달율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 열전도성 나노유체가 주목을 받고 있다. 고 열전도성 나노유체는 액상보다 열전도도가 수백~수만 배 높은 고상의 금속 또는 비금속 나노입자를 물이나 오일 등에 미량 균일하게 분산시킴으로써 기존의 유체가 가지지 못한 높은 열전도율과 분산안정성을 갖는 기능성유체를 말한다. 고 열전도성 나노유체는 기존 냉각시스템에서 냉각유체만 교체할 경우에도 열전달 효율을 20% 이상 향상시킬 수 있는 저비용 고효율작동 유체이다. 이 나노유체는 발전설비, 공조설비, 에너지 산업, 석유화학, 화학공업, 제철산업, 가정용 냉난방설비, 자동차 등 산업 전 분야의 열교환시스템에 활용이 가능하다. 따라서 고 열전도성 나노유체는 종래 열효율의 한계를 돌파할 수 있는 에너지 이용 효율 향상 기술의 패러다임을 바꿀 혁신적인 신소재로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 개발된 나노유체는 초기 열전도 특성은 우수하나 장기간 분산안정성이 확보되지 않아 시간이 경과함에 따라 열전도도가 점점 감소하는 경향을 보인다. 또한 탄소나노튜브를 분산한 나노유체의 경우와 같이 유체의 점도가 크게 증가하여 실제 산업에 적용 시 커다란 동력손실을 초래할 수 있으며 열교환시스템에 파울링이 발생할 소지가 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 나노유체에서 열전달이 일어나는 메커니즘이 규명되어야 하지만 아직 명확한 이론이나 가설이 정립되어 있지 않다. 이 논문에서는 나노유체가 높은 열전도율을 보이는 현상을 설명할 수 있는 몇 가지 이론을 살펴 보고 지금까지 개발된 안정성이 아주 높은 나노유체의 열전도 특성을 비교 분석하여 획기적인 열전도성 나노유체 개발 가능성을 살펴보고자 한다. 이를 위해 나노입자의 조성, 유체 내 농도 및 자기장 등이 나노유체의 열전도율에 미치는 영향을 연구하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.157-160
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• 2011

본 연구에서는 광섬유 센서 기반 스마트 모니터링 시스템이 지중 열전도도 측정에도 효율적으로 적용될 수 있는지를 분석하였다. 이를 위해 광섬유 온도센서를 이용하여 지반의 열전도도를 측정할 수 있는 열응답 시험기가 개발되었다. 개발된 열응답 시험기는 기존의 RTD(Resistance Temperature Detector) 온도 센서 외에 광섬유 센서의 한 종류인 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서도 실시간적으로 측정할 수 있는 시스템으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 적용성 검증을 위하여 주문진 표준사를 이용하여 모형토조 내에 일정한 간극비에 맞추어 시료가 조성되었으며 지중열교환기는 U자형 파이프가 사용되었다. 20시간동안 열응답 시험을 통하여 광섬유 센서와 RTD 센서를 동시에 이용하여 온도값을 측정하여 표준사의 열전도도 값을 산출하였다. 그 결과 모형실험을 통한 열전도도 값은 탐침법을 통해 얻어진 열전도도 값과 선형 열원 모델(line source model) 해석해와 거의 유사하게 나타났으며 광섬유 센서와 RTD 센서와의 온도차는 0.1~0.3$^{\circ}$로써 유사한 값을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발된 광섬유 기반 열응답 시험기는 지반의 열전도도를 측정하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었으며 향후 지열시스템 가동에 따른 지중열 교환기의 손상도 평가 및 경보시스템 개발을 위해 지중열교환기의 거동을 실시간으로 모니터링 하는데 있어서도 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.103.2-103.2
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• 2013

위성체는 우주공간의 고진공 상태와 태양 복사열에 의한 고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되므로 발사전 지상에서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 우수한 성능의 위성체 부품의 검증을 위해서 열환경 시험 요구에 따라 균일한 복사열이 매우 중요하나, 시험 조건을 비롯하여 여러 원인으로 인하여 열전달의 불균일성이 발생하게 된다. 이로 인해 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 시험 조건에 의한 열전달량을 고려하여 적절한 히터파워를 선정하고 챔버 내에 적절한 방열판과 챔버 슈라우드의 열교환이 간섭이 없도록 장비를 운용해야 한다. 본 연구에서는 상용프로그램인 FLUENT를 이용하여 열진공 챔버 내부 벽면의 불균일한 복사열에 따른 비정상 열전달 특성에 대하여 수치해석을 수행한 뒤 시편의 온도 분포 및 열전달 특성에 대해 비교분석하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.2
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• pp.94-102
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• 2014

Cation exchange membrane (Nafion) was modified to reduce the vanadium ion permeation through the membrane and to increase the vanadium redox flow battery (VRB) system performance by coating the graphene oxide (GO) which has nano-plate like morphology. Modified membrane properties were studied by measuring the ion exchange capacity (I.E.C), water uptake and proton conductivity. The thickness of the coated layer on the surface of the Nafion membrane was observed as $0.93{\mu}m$ by SEM. Proton conductivity and vanadium ion permeability of the modified membrane were decreased to 27% and 25% compared to that of the commercial Nafion membrane respectively. VRB single cell performance test was performed to compare the system performance of the VRB applied with commercial Nafion membrane and modified membrane. VRB system applied with modified membrane showed higher coulombic efficiency and energy efficiency than the VRB system applied with the commercial Nafion membrane due to the reduction of the vanadium ion permeation. From these result, we could suggest that the membrane modification by coating the GO on the surface of the Nafion membrane could be one of the promising strategies to reduce the vanadium ion permeation and to increase the VRB system performance effectively.

• Economic and Environmental Geology
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• v.38 no.6 s.175
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• pp.717-729
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• 2005

Peak cooling load of large buildings is generally greater than their peak heating load. Internal and solar heat gains are used fur selection of adquate equipment in large building in cold winter climate like Canada and even Korea. The cost of geothermal heat exchanger to meet the cooling loads can increase the initial cost of ground source heat pump system to the extend less costly conventional system often chosen. Thermal ice storage system has been used for many years in Korea to reduce chiller capacity and shift Peak electrical time and demand. A distribution system designed to take advantage of heat extracted from the ice, and use of geothermal loop (geothermal heat exchanger) to heat as an alternate heat source and sink is well known to provide many benifits. The use of thermal energy storage (TES) reduces the heat pump capacity and peak cooling load needed in large building by as much as 40 to $60\%$ with less mechanical equipment and less space for mechanical room. Additionally TES can reduce the size and cost of the geothermal loop by 1/3 to 1/4 compared to ground coupled heat pump system that is designed to meet the peak heating and cooling load and also can eliminate difficuties of geothermal loop installation such as space requirements and thermal conditions of soil and rock at the urban area.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.32-44
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• 2002

1989년 프레온계 냉매의 대체 가능한 물질로서 $CO_2$재 출연하게 되었고, 그 이후 관련 연구는 점차 증가하였다. 1996년 북미 지역에서 $CO_2$의 연구는 일리노이 대학내 ACRC (Air Conditioning and Refrigeration Center)에서 최대로 시작되었다. 연구비의 90%는 산업체에 의해 지원되었고, 나머지는 미국 정부에 의해 지원되었다. 본 고는 자동차 및 가정용 에어컨 및 열펌프 시스템 및 구성부품 개선에 대한 전반적인 연구활동에 관해 기술하였다. 또한 시스템 성능 비교 결과는 열전달, 압력강하, 사이를 변환,냉매 분해에 대한 연구 지침을 제시하였고, 지속적인 연구 노력을 통하여 천연냉매를 이용하여 간접적인 지구온난화 가스 방출을 최소화하기 위한 시스템 효율을 증가시키고 빈다. $CO_2$의 고유 특징인 초임계 $CO_2$사이클, $CO_2$의 열역학 및 전달 물성치를 통한 효율 개선, 내부 열교환을 통한 사이클 성능 개선방안도 기술되었다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.4
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• pp.357-362
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• 2001

A bench type ammonia-water absorber heat exchange cycle was tested by varying the system charging concentration, refrigerating valve opening and weak solution flow rate. It was observed that the cooling capacity was increased as the system charging concentration was increased. Optimum system charging concentration was found for the coolong capacity of the system. The opening rate of refrigerant expansion valve had a direct influence on the refrigerant sub-cooling at the condenser outlet. Optimum sub-cooling was found to be 0~4$^{\circ}C$. As the weak solution flow rate increased the concentration of strong solution and the evaporating pressure decreased. There existed a optimum weak solution flow rate which maximized the cooling capacity and COP.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.5-8
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• 2006

수소 station에서 수소분리정제를 위한 compact형 PSA 공정 설계를 위하여 활성탄으로 충진된 dual bed의 흡착동특성을 연구하였다. 기존 PSA 공정의 흡착탑이 차지하는 시스템의 공간을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣어 흡착탑이 차지하는 공간을 최소화하고, 흡착탑 간의 열교환을 효과적으로 할 수 있도록 고안하였다. 수소 혼합물에 대한 dual bed에서의 흡착, 탈착 실험 실시하였으며, 시간에 따른 농도와 온도의 변화를 측정하였다. 수소 혼합물로는 $H_2/CO/CH_4/CO_2$ (69:2:3:26vol.%)를 사용하였으며, 흡착유량은 7LPM, 흡착압력은 9atm 조건에서 운전하였다. Inner bed와 outer bed의 수소 농도 파과곡선의 형태에 있어 차이를 보였으며, 이는 각 탑에서 열교환 효과로 인한 내부 온도 차이에 기인하여 발생하였다.