• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.4
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• pp.228-233
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• 2010

About 55% of total energy is consumed in the industrial division. The industrial heat pump application will show magnificent energy saving effect as well as higher cost efficiency because of larger energy consuming volume of each facility and longer operation hour and higher stability against seasonal temperature change. Over 90% of dryer for industrial usage has hot wind heat source and hot wind dryer is the representative type covering 68.7% while its 30 ~ 50% lower heat efficiency causes lots of energy loss by exhaust air. Re-usage of exhaust air can improve energy efficiency of dryer because 68% heat energy or 78% of hot air lose in exhaust air. Therefore, high temperature heat pump dryer can be the best alternative. Comparing to the existing dryer with 30% ~ 50% energy efficiency, newly developing high temperature heat pump dryer will enhance energy efficiency up to 60% ~ 80% efficiency. In this paper, heat pump system for high temperature was designed, constructed and tested. The results have shown that system COPh is estimated as 3.3.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 1999.07a
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• pp.104-111
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• 1999

증기압축식 열펌프시스템은 그림 1에 나타난 바와 같이 증발기에서의 흡열과 응축기의 방열을 냉난방에 이용할 수 있으며, 공기를 열원으로 할 때는 공기 중 저밀도의 에너지를 고밀도의 에너지로 전환하여 이용할 수 있으며 지중 온도의 연중변화가 적은 점을 이용하여 지열을 열원으로 할 때는 공기를 열원으로 할 경우에 필요한 제상 장치(defrost cycle)가 필요 없게 되고, 압축기 부하도 줄어들게 되어 열펌프 수명이 길어지게 되며 경제성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. (중략)

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.5 no.1
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• pp.43-50
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• 1996

2-propanol/acetone/hydrogen 반응계로 구성된 화학적 열펌프 시스템은 낮은 온도(82.5~$90^{\circ}C$)에서의 2-propanol의 탈수소화 반응과 높은 온도(약 $200^{\circ}C$ 부근)에서의 acetone의 수소화반응을 이용하여 열을 고품위화 시키는 장치이다. 본 연구에서는 이 시스템의 해석 및 설계를 목적으로 이 시스템에 대한 수치적인 모델들을 세우고 Sequential modular approach를 이용하여 시스템의 모사를 수행하였다. 또한 에너지 효율을 최대화하기 위하여 열펌프 시스템에서의 환류비의 영향을 규명하였다. 모사결과 이 시스템의 scale up을 위한 정량적인 정상상태 운전조건들을 구할수 있었으며 두 반응의 반응 전화율이 다르더라도 반응물의 유량의 차이를 통하여 두 반응열이 거의 같아지는 것을 알수 있었다. 아울러 주어진 운전조건에서 증류의 환류비는 최소환류비 근처의 최적값이 존재함을 알수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.41 no.3
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• pp.191-196
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• 2017

Owing to the harmful environmental effects of HCFC and CFC refrigerants discovered in the late 20th century, the need for environmentally friendly refrigerants such as $CO_2$ in cooling systems has increased. Air-source $CO_2$ heat pumps that utilize ambient heat in cold winter are less efficient because of a higher evaporation temperature, and it is difficult to manufacture the components of the heat pump owing to a super critical pressure of over 130 bar. This research aims to overcome these disadvantages and improve energy efficiency by introducing a new lower-pressure $CO_2$ auto-cascade heat pump system. $CO_2$-R32 zeotropic refrigerants were considered for two-stage expansion and effective cooling heat exchanging system configurations of the new auto-cascade heat pump. The results indicated that the efficiency of the two-stage expansion system was higher than that of the original one-stage expansion system. Furthermore, the two-stage expansion system showed significant performance improvements when the two-stage expansion stage from highest pressure of 70bar, intermediate expansion pressure of 25bar, and final low pressure of 10bar is applied. The COP of the new two-stage auto-cascade system (2.332) was 43.15% higher than that of the present simple auto-cascade system (1.629). Refrigerants having an evaporation temperature of $-10^{\circ}C$ or lower can be obtained that can be easily evaporated in an evaporator even at a low temperature.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.105.2-105.2
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• 2005

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.199-199
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• 2011

ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 열펌프 시스템은 기존의 다양한 열원 적용 시스템 대비 효율이 우수한 것으로 알려져 유럽과 미국에서 건물 냉난방 시스템으로 적용되고 있다. 특히, ATES 시스템은 기존의 냉난방 시스템 대비 경제성이 우수한 것으로 알려져 있으나 국내에서는 이에 대한 연구 결과는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 결과를 분석하였으며, LNG 보일러와 에어컨을 사용하는 기존의 냉난방 시스템을 비교시스템으로 ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가를 수행하였다. ATES 시스템의 연간 실증 성능 실험결과 ATES 시스템은 외기온도와 무관하게 연중 안정적인 성능을 나타내었다. 경제성 평가시에 생애주기법(Life Cycle Cost)을 적용하여 ATES 열펌프 시스템의 설치 및 운전에 필요한 총 소요비용을 산정하고, 이 결과를 바탕으로 투자회수기간법을 통해 ATES 시스템의 투자회수 기간을 산정하였다. 생애주기법 적용 시에 현재가치법을 사용하였으며, 현재가치법은 수명주기에 발생하는 모든 투자비용과 절감액을 일정한 시점을 기준으로 등가환산하는 방법을 의미한다. 현재가치법에 사용되는 현재가치는 초기비용과 현재가치계수의 곱으로 나타나는데, 여기에서 현재가치계수는 임의의 이자율로 일정기간 동안 정기적인 할부금액이 적립될 때의 현재금액을 구하기 위해 사용하는 계수를 의미한다. 전기와 LNG는 각각 2009년 7월의 (주)한국전력공사와 (주)한국가스공사의 고시요금을 적용하였다. 본 시스템은 실증 설비용량인 20RT를 대상 건물로 가정하였고, 초기투자비는 크게 공사비와 냉난방 설비 구입비로 구성되어 있으며, 기본적인 물가지표는 (사)한국물가정보(KPI)의 고시 데이터를 참조하였다. 각 시스템의 초기투자비는 ATES 시스템이 비교대상 기존 냉난방 시스템 대비 5.7배 높게 나타났다. 일일 8시간 사용기준으로 계절별 전력요금을 고려한 연간운전 비용은 ATES 시스템이 기존 시스템 대비 냉난방 시에 각각 77%와 16%를 나타내어 운전비용이 연간 절감되었고, 난방 운전 시 절감 비율이 냉방시보다 크게 나타났다. 두 시스템에 대한 생애주기비용을 산정하기 위하여 에어컨과 보일러의 기존시스템과 ATES 시스템의 가용연수를 모두 20년으로 설정하였고, 유지보수 비용은 초기투자비용의 2%로 설정하고, 할인율은 은행 예금이자를 기준으로 5%로 설정하였다. 전기와 LNG의 요금 상승률은 (사)한국물가정보를 바탕으로 각각 2%와 8%로 가정하였다. 이러한 조건에서 생애주기법을 이용한 경제성평가는 ATES 시스템의 경우 생애운전비용이 초기투자비용보다 작게 나타났으며, 기존 냉난방 시스템은 생애운전비용이 초기투자비용에 비하여 높게 나타났다. 본 연구 대상 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 데이터와 기존 문헌으로부터 얻은 냉난방 시스템의 성능 결과를 이용하여 생애주기 비용을 적용한 결과 ATES 시스템의 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 6.62년으로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 ATES 시스템이 국내 최초로 적용됨에 따라 스크린 등의 부품을 다소 고가의 제품으로 시스템에 적용하였으므로 ATES 시스템의 신뢰성과 안정성이 확보되면 초기 투자비 감소가 가능할 것으로 예상되며, 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 더욱 감소될 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.28 no.1
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• pp.22-29
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• 2019

A heat pump system using wasted heat from thermal effluent to supply the heating energy can reduce energy consumption and emissions of greenhouse gases by greenhouse facilities nearby. The Jeju National University consortium constructed a heat pump system using the thermal effluent from the Jeju thermal power plant of KOMIPO to provide with cool or hot water to greenhouse facilities located 3 km from the power station. In this paper, the system configuration of the heat pump system was summarized, and the results of operations for demonstration of a heating performance carried out during the winter season in 2018 were investigated. The preoperational tests proved that the water temperature drop through the pipeline transporting extracted heat was less than $2^{\circ}C$. The COP (coefficient of performance) of the heat pump was higher than 4.0, and hot water with the maximum temperature of $50^{\circ}C$ could be supplied to greenhouse facilities by utilizing wasted heat from thermal effluent.

• Clean Technology
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• v.11 no.1
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• pp.13-19
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• 2005

An absorption heat transformer for energy recovery has been investigated using methanol-glycerine. The simulated calculation of theoretical thermal efficiency was performed based on the thermodynamic properties of the working fluid over various operating conditions. The thermal efficiency of higher than 0.4 was obtained by raising industrial waste heat, $70-80^{\circ}C$, by $40^{\circ}C$ in this system.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.4 s.48
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• pp.235-242
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• 2006

This study experimentally investigates the performance improvement of the heat pump by adopting the hot gas bypass method and using the internal heat exchanger according to the automatic defrost test conditions of ISO 5151 This study compares the hot gas bypass method with the time step method, and investigates effect on outdoor coil fan speed when the hot gas of compressor outlet enter outdoor coil inlet after the frost formation. The tests were made for the fan speeds of the outdoor coil controlled at 90, 60 and 30% of the normal speed together with the case of the stationary fan. The performance of the heat pump is evaluated by variables such as COP, heat capacity, and the average COP during the 210 minutes heating mode. Results show that average COP of the hot gas bypass mettled is $2.2{\sim}6%$ higher than that of the time step method. When the outdoor coil fan speed is 60% (780 rpm) of the normal speed, it shows the best COP and heating capacity.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2000.11a
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• pp.199-204
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• 2000

산업과 과학발달에 의해 더욱 물질적으로 풍요로워진 인류에게 에너지와 환경문제는 새로운 당면문제로 부각되고 있다. 특히 1992년 몬트리올 협정에서는 CFC 및 HCFC의 사용을 각각 1997과 2002년부터 전면 금지시키기로 하였고, 1997년에는 2008-2012년까지 전세계 온실가스 배출량을 5.2% 줄이는 것을 골자로 하는 교토 선언이 합의되었다. 이러한 상황을 타개하기 위한 많은 연구 중 흡수식 열펌프는 환경친화적인 자연냉매를 사용하는 열구동 시스템으로 다시 주목을 받고 있다. 특히 흡수식 열펌프의 구성요소 중 흡수에 의하여 고온의 열을 얻을 수 있는 흡수기에 효율적인 열·물질전달 모드를 적용함으로써 제품의 소형화와 에너지 손실 감소를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 새로운 흡수기 모드로 연구되고 있는 기포타입모드를 원통형 흡수기에 적용해 보고, 그 특성을 고찰해 보고자 하였다. 흡수기로 유입되는 ammonia gas와 용액을 cocurrnet 및 countercurrent로 흘려주었고, 높이에 따른 농도, 온도 및 압력을 측정·비교해 보았다.(중략)