• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.139-144
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• 2002

본 연구에서 열발생탱크, 모타, 로타와 스탯, 순환펌프, 열교환기로 구성된 풍력-열변환시스템을 제작하여 열교환에 미치는 몇 가지 요인에 대하여 시험하였다. 주요결과는 다음과 같다. 가. 풍력열교환시스템은 발열부, 구동부, 열교환부로 구성하였다. 나. 열교환성능시험에서 열교환에 미치는 요인은 유체주입량 3수준, 점성유체의 종류 2수준, 로타의 졸류 3수준, 로타와 스텟의 간격 3수준으로 정하여 열교환시험을 하였다. 다. SAS GLM procedure를 사용하여 열교환량에 대한 각 처리의 효과에 대해 조사해본바 유체주입량이 열 교환량에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 발견했다. 라. 최고열교환량은 처리조건 R3 로타, 유체주입량 110 L, 로타와 스텟의 간격 17mm, A 오일에서 발생했으며 7,800 kcal/h 가 되었다. 마. 열 변환효율을 극대화하려면 열발생탱크의 직경보다는 높이를 크게 하고 유체를 최대 높이까지 주입하는 것이 바람직하리라 사료된다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.12 no.3
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• pp.107-113
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• 2003

This study was carried out to improve the performance of pre-developed heat recovery devices attached to exhaust-gas flue connected to combustion chamber of greenhouse heating system. Four different units were compared in the aspect of heat recovery performance; A-, B-, and C-types are exactly the same with the old ones reported in previous studies. D-type newly developed in this experiment is mainly different with the old ones in its heat exchange area and tube thickness. But airflow direction(U-turn) and pipe arrangement are similar with previous three types. The results are summarized as follows; 1. System performances in the aspect of heat recovery efficiency were estimated as 42.2% for A-type, 40.6% for B-type, 54.4% for C-type, and 69.2% for D-type. 2. There was not significant improvement of heat recovering efficiency between two different airflow directions inside the heat exchange system. But considering current technical conditions, straight air flow pattern has more advantage than hair-pin How pattern (U-turn f1ow). 3. The main factors influencing on heat recovery efficiency were presumably verified to be the total area of heat exchange surface, the thickness of ail-flow pipes, and the convective heat transfer coefficient influenced by airflow velocity under the conditions of allowable pipe durability and safety. 4. Desirable blower capacity for each type of heat recovery units were significantly different to each other. Therefore, the optimum airflow capacity should be determined by considering in economic aspect of electricity required together with the optimum heat recovery performance of given heat recovery systems.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 2001.04b
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• pp.100-102
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• 2001

본 연구에서는 온실의 난방에 사용되는 열풍식 난방기 등의 배기 연통에 부착하여 배출되는 가스로부터 열을 회수할 수 있는 장치를 개발함에 있어서 연통과 열회수 장치간의 열 교환 성능을 3가지 상이하게 설계된 열 교환 장치(Fig. 1 참조)에 대하여 실험적으로 비교 분석하였다. Fig. 1-(a)는 열 교회수기 개발을 위해 기존에 사용한 장치로서 회수용 공기의 흐름방향이 배기 연통과 직각을 이룬 형식이며, Fig. 1-(b) 및 (c)는 열 회수 성능 개선을 위해 새로 설계된 형식으로서 각각 열 교환 파이프의 배치형식이 상이하나 회수용 공기의 흐름방향이 180도로 굴곡되는 U-자형 흐름이 이루어지도록 하였다. 실험에 사용된 공기 순환 펜의 용량은 AB-형의 경우에는 최대 25㎥/min이고, C-형 및 D-형의 경우는 공히 최대 42㎥/min으로서 송풍전압 조절장치를 이용하여 풍량을 연속적으로 조절할 수 있도록 하였다. U-자형 흐름형식인 C-형 및 D-형의 경우 흐름 방향의 굴곡으로 인한 마찰저항이 있을 것으로 예상은 했으나 당초 예상했던 것에 비해 마찰 저항이 지나치게 큰 것으로 밝혀졌다. 비록 설계된 열교환 튜브의 배열형식별 열 교환기의 외부 모양이 달라 회수기의 표면을 통한 대류 열 교환이 다소 차이를 보일 것으로 예상되지만 본 연구에서는 열 회수장치에 내장된 열 교환 튜브부분만을 통한 열 회수율을 중심으로 형식간의 성능을 비교하였다. 실험을 통하여 측정된 자료중 대표적인 예는 Fig-2와 같으며, 측정자료를 기준으로 분석된 열회수 성능에 대한 설계형식별 비교 결과는 Table-1과 같으며, 분석된 결과를 요약하면 다음과 같다: 1. AB-형 열회수시스템의 경우, 초기 투자비용과 현재의 농용 전력요금 하에서 에너지 절감규모를 비교하면, 대체로 1년을 전후하여 투자에 대한 보상이 충분히 가능할 것으로 판단된다. 2. C-형 및 D-형 열회수시스템의 경우, 열 회수용 공기의 흐름방향이 동일 공간내에서 180도 굴절됨으로서 저항이 크게 발생되어 송풍 펜의 전압 증가에 따른 유속증가가 미미하였으며, 굴절형의 열교환장치는 비록 열교환면적은 직선형과 유사하더라도 송풍 펜의 공기저항이 커져서 결국 열 회수성능이 기대했던 것만큼 크게 개선되지는 못했다. 3. 송풍펜의 용량은 AB-형에 사용된 용량인 25㎥/min 전후가 적절할 것으로 판단되며, 적정 송풍 펜용량 하에서 열 회수성능은 굴절형이 직선형보다 효과적인 것으로 나타났다. 다만, 곡선형은 물론 직선형에서도 열교환 튜브의 배치밀도, 튜브 길이 및 두께 등의 변화에 따른 최적화 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.12 no.4
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• pp.143-147
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• 2013

Geothermal energy is easy to take advantage of renewable energy stored in the earth and the heat exchanger can be collected through a heat exchange piping system. In this study, have been developed a heat exchange pipe loop system which it could be installed in tunnel segmental linings to collect geothermal energy around the tunnel. The heat exchange pipe loop system incorporated in the tunnel segments circulate fluid to transport with heat from the surrounding ground and the heat can be used for heating and cooling of nearby structures or districts. The segmental lining incorporating heat exchange pipe loop system are called as ELS (Energy Lining Segment). There are a number of examples incorporating a heat exchange pipe loop system in a tunnel lining in Europe. In this study, a field case using Energy Lining Segment in Germany and applications in urban area are thoroughly examined. In addition, a CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis was carried out to investigate heat flow in Energy Lining Segment.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.29 no.8
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• pp.65-73
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• 2013

Ground-coupled heat pump system has attracted attention as a promising renewable energy technology due to its improving energy efficiency and eco-friendly mechanism for space cooling and heating. Pipes buried in the ground play a role of direct thermal interaction between circulating fluid inside the pipe and surrounding soils in the geothermal exchange system. However, both complexities of turbulent flow coupling thermal-hydraulic phenomena and very long aspect ratio of the pipe make it difficult to model the heat exchange system directly. Energy balance for fluid flow inside the pipe was derived to model thermal-hydraulic phenomena, and one-dimensional pipe element was proposed through Galerkin formation and time integration of the equation. Developed element is combined to pre-developed FEM code for THM phenomena in porous media. Numerical results of Thermal Response Test showed that line-source model overestimates equivalent thermal conductivity of surrounding soils due to thermal interaction between adjacent pipes and finite length of the pipe. Thus, inverse analysis for the TRT simulation was conducted to present optimal transformation matrix with utmost convergence.

• 월간 기계설비
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• s.252
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• pp.50-51
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• 2011

서울시는 최근 자원회수시설에서 쓰레기 소각 시 발생하는 질소산화물 저감방식을 개선해 매년 54억원의 예산을 절감하게 됐다고 밝혔다. 이번 아이디어는 독일 쉬텔링거 모어 소각장의 열교환시스템을 벤치마킹한 것으로 마포 자원회수시설 담당 공무원(김창환 주무관)이 지난 해 6월 독일을 방문한 뒤 제안하면서 탄생하게 됐다. 개선 방식은 질소산화물을 제거하기 위해 설치된 SCR촉매탑의 가온시스템을 LNG를 이용한 닥터버너 방식에서 '소각증기 사용 열교환 방식'으로 전환시킨 것이다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.28 no.3
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• pp.475-488
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• 2018

This study evaluates geothermal system efficiency in terms of input power and heat exchange volume on the heat-source and load sides, by applying a combined open-closed type loop system comprising a geothermal system and a groundwater well to a cultivation site. In addition, this study analyzes the effects of heating and cooling for a complex geothermal system, by evaluating the temperatures of an external site and a cultivation site during operation. During cooling operations the heat exchange volume on the heat source side, average 90.0kW/h for an open type system with an input of 235L/minute groundwater, and 40.1kW/h for a closed type system with an input of 85L/minute circulating water, for a total average heat exchange volume of 130.1kW/h. The actual heat exchange volume delivered on the load side averages 110.4kW/h. The average EER by analysis of the geothermal system's cooling efficiency is 5.63. During heating operation analysis, the heat exchange volume on the heat source side, average 60.4kW/h in an open type system with an input of 266L/minute groundwater, and 22.4kW/h in closed type system with an input of 86L/minute circulating water, for a total average heat exchange volume of 82.9kW/h. The actual heat exchange volume delivered on the load side averages 112.0kW/h in our analysis. The average COP determined by analysis of the geothermal system's heating efficiency is 3.92. Aa a result of the tradeoff between the outside temperature and the inside temperature of the production facility and comparing the facility design with a combined well and open-closed loops geothermal(CWG) system, we determine that the 30RT-volume CWG system temperature are lower by $3.4^{\circ}C$, $6.8^{\circ}C$, $10.1^{\circ}C$ and $13.4^{\circ}C$ for ouside temperature is of $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$, respectively. Based on these results, a summer cooling effect of about $10^{\circ}C$ is expected relative to a facility without a CWG system as the outside temperature is generally ${\geq}30^{\circ}C$. Our results suggest that a complex geothermal system provides improvement under a variety of conditions even when heating conditions in winter are considered. Thus It is expected that the heating-cooling tradeoffs of complex geothermal system are improved by using water screen.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.366-371
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• 2000

본 연구는 동적형 빙축열시스템에 있어서 증발판이 축열조 상부에 설치되어 생성된 얼음을 주기적으로 분리, 이탈시켜 하부에 설치된 축열조에 저장하는 기존의 하베스트형 빙축열시스템과는 반대로 축열조 내에 증발판을 설치하여 수중에서 얼음을 생성시키고 분리시켜 부럭에 의해 얼음을 띄워 저장하는 새로운 방식의 수중 하베스트형 빙축열시스템 개발에 관한 연구이다. 본 방식은 축열조 내에 증발판이 설치되어 제빙과 탈빙이 이루어짐으로서 기존 시스템에 설치되는 순환펌프나 순환수 분배기 및 배관 등의 설비가 불필요하고, 또한 조내 물과 증발판이 직접접촉에 의해 열교환이 이루어지므로 기존 공기 중에서의 열교환 방식보다 전열효율이 우수한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 상기의 수중 빙제조 방식에있어 빙 제조시와 방냉시 축열조의 열특성을 실험적으로 밝혀 시스템 최적화 및 성능 향상에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.11 no.3
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• pp.101-107
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• 2002

This study was carried out to improve the performance of heat recovery device attached to exhaust gas flue connected to combustion chamber of greenhouse heating system. Three different units were prepared far the comparison of heat recovery performance; A-type is exactly the same with the typical one fabricated for previous study of analyzing heat recovery performance in greenhouse heating system, other two types (B-type and C-type) modified from the control unit are different in the aspects of airflow direction (U-turn airflow) and pipe arrangement. The results are summarized as follows ; 1. In the case of Type-A, when considering the initial cost and current electricity fee required for system operation, it was expected that one or two years at most would be enough to return the whole cost invested. 2. Type-B and Type-C, basically different with Type-A in the aspect of airflow pattern, are not sensitive to the change of blower capacity with higher than 25m$^3$.min$^{-1}$ . Therefore, heat recovery performance was not improved so significantly with the increment of blower capacity. This was assumed to be that air flow resistance in high air capacity reduced the heat exchange rate as well. Never the less, compared with control unit, resultant heat recovery rate of Type-B and Type-C was improved by about 5％ and 13％, respectively 3. Desirable blower capacity of these heat recovery units experimented were expected to be about 25m$^3$.min$^{-1}$ , and at the proper blower capacity, U-turn airflow units showed better heat recovery performance than control unit. But, without regard to the type of heat recovery unit, it was recommended that comprehensive consideration of system's physical factors such as pipe arrangement density, unit pipe length and pipe thickness, etc., was required for the optimization of heat recovery system in the aspects of not only energy conservation but economic system design.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.40 no.5
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• pp.18-24
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• 2011

태양열 집열기에서 생산된 열원을 축열한 축열조의 온수를 겨울에는 직,간접 열교환을 통하여 난방을 실현하고 축열조의 여름에는 흡수식 냉동기 발생기(Generator)에 공급하여 흡수식 냉동기를 가동하고 냉동기에서 생산된 저온의 냉수로 냉방을 실현하는 태양열 냉난방 겸용시스템에 대한 설치 사례를 소개하고자 한다.