• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.56-66
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• 2021

본 연구에서는 가축분뇨 처리시설의 호기성 액비화 과정에서 발생하는 열을 회수하기 위한 폐열회수 시스템을 고안하여 시스템을 구성하는 요소 장치의 성능을 분석하였다. 또한, 회수된 열의 활용 가능성을 확인하였다. 실험 설정을 위해 가축분뇨 처리시설의 액비 발효조에서 발생하는 발효열을 확인하였다. 호기성 액비화를 위한 발효조의 온도가 균일성을 나타낸 특성과 34.5 ~ 43.9 ℃의 범위에서 운영되는 점을 고려하여 실험 온도 수준을 35, 40, 45 ℃로 설정하였다. PE 및 STS 파이프로 구성된 복합열교환기는 53.5, 65.6, 74.4 MJ/h 열에너지를 회수하고, 5 RT 용량의 히트펌프는 95.6, 96.1, 98.9 MJ/h 열에너지를 축열 하였으며, 이때 히트펌프의 난방성능계수는 4.53, 4.62, 4.65이었다. 발효조의 온도를 45 ℃로 가정한 열교환기의 최대 온수 생산능력을 급탕량 산정 방법으로 비교했을 때 56 360 kcal/day의 에너지 공급량을 확인하였다. 축열조와 연계된 FCU의 온풍 난방능력은 20.8 MJ/h, 에너지 이용효율은 96.1 %였다. FCU의 온풍으로 퇴비를 건조하였을 때 초기함수율 50.5 %에서 건조 후 함수율 45.8 %로 4.7 % 감소함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권1호
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• pp.19-26
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• 2016

하이브리드 지열 히트펌프 시스템은 열원을 안정적으로 유지하기 위해 보조 히트싱크나 보조 열원을 활용한다. 본 연구에서는 병원 건물에 설치한 지열-냉각탑 하이브리드 시스템의 냉난방 성능을 분석하였다. 시스템에 각종 센서와 계측 장비를 설치하였으며, 2014년 2월부터 2015년 2월까지 측정한 데이터를 이용하여 성능을 분석하였다. 냉방 기간 중, 냉수 공급 온도는 평균 $11.7^{\circ}C$이었으며, 설계 온도인 $12^{\circ}C$를 넘지 않았다. 또한 난방 기간 중에는 일평균 $39^{\circ}C{\sim}40^{\circ}C$의 온수를 공급하였다. 지열 히트펌프만의 월 평균 성능지수는 3.8에서 8.4의 범위에서 변하였다. 반면 냉각탑을 포함한 하이브리드 지열시스템의 월 평균 성능지수는 2.6에서 6.6 사이에서 변하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.41-48
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• 1999

산업단지에서 손실되는 막대한 폐열을 효율적으로 회수하고 이를 인근의 배후 도시에서 활용하기 위해서는 이에 적합한 열수송기술이 필요하다. 현재 온수나 증기에 의한 열수송은 배관을 통하여 열손실 및 마찰손실 등이 발생하므로 수송거리는 3 내지 5km가 한계이다. 그러나 대부분의 공단이 도시지역에서 10km 이상 떨어져 있으므로 이들 지역에서 발생되는 폐열을 적절히 활용하기 위해서는 새로운 열수송시스템이 개발되어야 한다. 본 연구에서는 수소저장합금이 수소를 흡수 또는 방출하면서 발열반응과 흡열반응을 일으키는 특성을 이용하여 산업공단지역의 폐열로부터 수소저장합금의 수소를 방출시키고, 이 수소를 인근 도시지역에 파이프라인으로 수송한 후 필요시 또 다른 수소저장합금과 반응시켜 열을 얻을 수 있는 열수송시스템에 대하여 고찰하였다. 이 시스템에서는 난방의 목적 외에도 수소의 흡수 방출온도가 낮은 합금을 이용하여 냉열을 얻을 수도 있으며, 폐열의 저장수단으로, 또한 수소를 수송함으로서 열수송의 수단으로 활용할 수 있다. 이에 따라 수소저장합금을 이용한 열수송기술의 문제점과 열수송시스템의 구성기술에 대하여도 검토하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.913-922
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• 2020

본 논문에서는 무라타 전자의 LoRa RF 모듈을 이용한 LoRa 통신모듈을 설계하여 디지털미터기에 장착하는 구성과, 다수의 미터기 데이터를 DCU(Data Concentrate Unit)에서 정합하여 LoRaWAN 으로 네트워크를 구성하는 원격검침 네트워크 구성 방법을 제시한다. 개발된 시스템은 수요자의 구성에 따라 미터기를 직접 네트워크에 연결하거나 DCU로 정합하여 네트워크에 연결하도록 선택가능하게 함으로써 기존 시스템 보다 네트워크 구성에 있어서 용이하고 경제적으로 설치가능하다. 개발된 시스템은 디지털수도미터기를 예로하여 구성하였지만 전기, 수도, 가스, 온수 및 난방 등 타계량기의 계량값을 원격검침 하는데도 적용가능하다. 주요개발 내용은 디지털미터기, LoRa 모듈, DCU 설계, 구성 및 제작과 LoRaWAN 네트워크 연결, 미터 데이터를 서버로 전송하는 방법이며, 이들 요소들을 연계하여 시스템을 구성하고 실제 LoRaWAN 통신을 테스트하고 그 결과를 보여준다.

• 태양에너지
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• 제18권1호
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• pp.3-18
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• 1998

1994년부터 발효된 UN 기후변화협약은 지구온난화의 방지를 위해서 각국의 자발적인 이산화탄소 배출 저감을 의무 사항으로 규정하고 있다. 우리 나라도 21세기에 들어서면 본격적으로 이산화탄소 배출 저감을 추진해야 할 것으로 예상되지만 에너지 절약의 측면에서나 대체에너지 개발의 측면에서 다른 나라들보다 상황이 크게 불리한 입장에 있다. 기후변화협약에 대비하는 한 대안으로 태양에너지를 이용할 필요성이 상당히 증대될 것이기 때문에 앞으로 태양에너지 관련 기술에 대한 수요는 현재보다 상당히 높아질 것으로 예상된다. 이런 점을 감안해서 본고에서는 먼저 기후변화협약의 내용들을 살펴보고 이에 대응하는 수단으로서 태양에너지 기술 개발의 전망을 포괄적으로 검토하였다. 특히 우리 나라에서는 고효율 태양전지의 대량 생산 기술과 태양열 이용 온수기 및 난방 시설의 효율 증진 기술 등이 유망하다고 전망되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.81-90
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• 2020

기존 비보강 조적벽체의 내진 성능과 에너지 효율을 동시에 보강하기 위한 TCP 보강 공법을 개발하였다. TCP는 경량 모르타르 내 격자형 탄소섬유 시트와 모세관 튜브를 매립하여 일체로 타설한 패널로 조적벽체에 부착하여 탄소섬유 시트에 의한 내진보강과 모세관 튜브에 온수를 공급함으로써난방 또는 단열 등의 에너지 보강을 동시에 달성할수 있는 보강 공법이다. 본 연구에서는 TCP의 내진 보강 효과를 파악하기 위하여 TCP 보강 유무에 따른 조적 벽체를 대상으로 정적가력실험을 실시하였다. 실험 결과, TCP 보강에 의해 최대 강도 및 변위가 약 1.4배증가하였으며, 초기 강성과 에너지 흡수능력에 효과가 있음을 보였다. 또한, 손상에 따른 조적 벽체의 변형이 제어됨에 따라 취성 파괴를 예방할수 있을 것으로 판단된다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권4호
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• pp.23-28
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• 2014

In order to increase the performance of conventional hot water floor heating system, the bubble jet loop heat pipe for the system was developed. This experiment was conducted under next conditions : Working fluid was R-134a, charging ratio was 50%. A temperature of hot water, room temperature and flow rate were $60^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ and 0.5~1.5 kg/min, respectively. The experimental results, show that bubble jet loop heat pipe had a high effective thermal conductivity of $4714kW/m^{\circ}C$ and a sufficient heat flux of $73W/m^2$ to heat the floor to $35^{\circ}C$ in case of the 1.5 kg/min of flow rate. So the bubble jet loop heat pipe has a possibility for appling of the floor heating system. Additionally, the visualization of bubble jet loop heat pipe was performed to understand the operating principle. Bubbles made by the narrow gap between inner tube and outer tube of evaporating part generate pulsation at liquid surface of working fluid. The pulsation had slug flow and wavy flow. So working fluid circulates in the bubble jet loop heat pipe as two phase flow pattern. And large amount of heat is transferred by the latent heat from evaporating part to condensing part.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.276-282
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• 2017

본 연구는 방울토마토 재배 단동온실에 공기순환팬을 설치하고 공기순환팬이 온실 내 온도 및 습도 분포, 에너지소비량에 미치는 영향을 분석하였다. 공기순환팬은 날개 크기 230mm의 Stainless 팬으로, Lee 등(2016)의 연구결과를 참고하여 시험구 온실에 9m 간격으로 총 18대를 설치하였다. 온실 내부 온습도는 온실 길이방향으로 4등분하여 1/4 지점과 3/4 지점의 중앙에 센서를 설치하고 0.8m, 1.8m 높이 2곳의 온습도를 난방을 주로 하는 야간(오후 6시~다음 날 오전 7시)에 5분 간격으로 측정하였다. 에너지소비량은 각 온실에 위치한 온수펌프의 유량, 온수 출수부와 환수부의 온도차를 측정하여 계산하였다. 공기순환팬을 사용하지 않았을 때 측점 간 온도차 및 습도차의 평균값은 $0.75^{\circ}C$, 2.19%였으며 공기순환팬 사용 시 측점 간 온도차 및 습도차의 평균값은 $0.42^{\circ}C$, 1.27%로 감소하였다. 공기순환팬 설치 온실과 미설치 온실의 누적 에너지소비량은 각각 4,673kWh, 4,009kWh로 공기순환팬 설치 온실에서 약 14.2%의 에너지를 적게 소모하였다. 이러한 결과로 보아 온실 내 공기순환팬 사용은 공기를 지속적으로 교반시켜 주어 온실 전체의 온도 및 습도를 균일하게 만들고, 공기의 온도가 빠르게 변하지 않도록 해주어 난방 장치의 가동 시간과 에너지소비량을 줄일 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권5호
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• pp.71-79
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• 2016

The effects of spot heating for growing the strawberry cultivated in a plastic greenhouse during the winter that were estimated in Nonsan strawberry experiment station located in Chungnam. The temperature of water for heating was controlled by a electric hot water boiler and kept at the range of $22{\sim}24^{\circ}C$. Heating pipes were set up in root zone for root zone heating and very close to crown for crown heating. Spot heating effects were estimated by applying spot heating system in three test factors of heating root zone, crown only and crown plus root zone. The material for crown heating pipe was white low density polyethylene and the nominal diameter of that pipe was 16 mm. The material for root zone heating pipe was flexible stainless steel and the nominal diameter of that pipe was 15A. The flow rate of heating water circulation was 480 L/h and water circulation lasted for all day long. Temperatures, harvest yield by test beds were surveyed from Nov. 10, 2013 to Apr. 29, 2014. The temperature of crown spot for crown heating bed was at the range of $13.0{\sim}17.0^{\circ}C$ during the night and that of crown spot in control bed was at the range of $8.0{\sim}14.0^{\circ}C$. Also, the temperature of root zone for root zone heating bed was at the range of $18{\sim}21.0^{\circ}C$ and that of root zone in control bed was at the range of $13.0{\sim}15.0^{\circ}C$. The cumulative yield growth rate in earlier harvest period (from Dec. 20 to Mar. 15) of crown heating bed was 43% compared with that of control bed and the cumulative yield of crown plus root zone heating bed was 39 % and that of root zone heating bed was 39 %.