• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.15-22
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• 2003

This study deals with the collection of solar energy and its storage in evacuated tubular collector systems for different types of header design, flow passage and heat transfer devices. In order to elicit the most efficient combination of header design, flow passage, heat transfer hardware and operating conditions, a series of tests were done for the four different types of solar collectors utilizing vacuum tubes. The systems studied here either has the evacuated collector tubes with a metal cap on one end or the all-glass evacuated solar collector tubes These evacuated tubular collectors are known to be more efficient than the flat-plate ones in both direct and diffuse solar radiation. Test results show that the system comprised of the all-glass evacuated tubes with U-shaped copper pipes inside outperforms the other configurations. Especially, a rolled copper sheet tightly placed along the inner surface of each inner tube enhances heat transfer between the heated collector surface and the water contained in the U-shaped copper pipe.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.453-457
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• 2016

발전 플랜트, 석유 화학 플랜트, 단위 공장과 같은 다양한 산업 플랜트에서, 사용 후 스팀이나 잉여 스팀을 이용하여 온수나 급탕수를 만드는 시스템의 수요가 증가하고 있다. 스팀을 사용하여 온수를 제조하는 장치인 컴팩트 스팀 유닛(Compact Steam Unit, 이하 CSU)가 에너지 재활용 측면에서 좋은 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 고압 CSU 개발을 위한 기초 연구로서, CSU의 핵심 부품인 열교환기로 기존 판형 열교환기 대신 하이브리드 열교환기를 적용하여 위해, 실험적인 방법으로 하이브리드 열교환기의 전열 특성을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 온수측과 냉수측 사이의 열 평형은 ${\pm}5%$ 이내를 만족하였다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라, 총괄 열전달 계수는 선형적으로 증가하였으며, 채널 유속 0.5 m/s 이상에서 총괄 열전달 계수는 개발 목표치인 $5,524W/m^2K$를 초과하였다. 레이놀즈 수가 증가함에 따라, 압력 강하 또한 증가하였으며, 단위 길이당 압력 강하값은 유속 0.5 m/s에서 50 kPa/m 이하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권2호
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• pp.19-27
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• 2012

This paper describes an experimental study on efficiency of solar collector in solar water heating system connected to hourly water heating load. In general, the functional form of solar efficiency is expressed as a function of fluid temperature entering solar collector, ambient temperature, and solar irradiance. When energy saving from solar heating of water heating system is analyzed on along-term basis such as one year with given solar irradiance data, simplified analysis is more convenient han detailed system simulation for quick assessment. However, the functional form of the efficiency is not convenient for approximately simplified energy analysis because the inlet temperature can be obtained through a detailed system simulation. In the study, solar collector efficiency is obtained with various daily water heating load sand daily solar irradiance using experimental tests. The study also considers large residential buildings such as apartment buildings for application of solar water heating systems. From test results, it is found that daily solar collector efficiency is proportional to daily water heating loads and daily solar irradiance. The data obtained from the study can be utilized to find a functional relation between daily solar irradiance and daily heating load in stead of collector inlet temperature for application of solar collector efficiency to long-term approximated energy analysis of solar heating system.

• 태양에너지
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• 제18권2호
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• pp.19-29
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• 1998

국내 소비 에너지 사용량의 약 97%를 수입에 의존하고 있고, 지구온난화와 관련된 환경문제가 심각하게 대두되고 있는 실정이다. 또한 우리나라 에너지 부문별 소비형태에서 47%를 차지하는 산업용의 에너지 소비는 대부분 유류애 의존하고 있고, 그 중에서도 제조부분의 소비가 91.5%로 나타나고 있어, 이 부분에 대체어네지원의 개발, 대체 시스템의 적용이 절실히 요구되고 있다. 우리 나라에서도 국가적 에너지 절약과 쾌적한 주거환경 및 생활의 편리함을 위해 기존 화석에너지로부터 무공해 청정에너지(Clean Energy)로 그 사용형태가 바뀌어 가는 지금 그 양과 질적인 면에서 무한정이고 무공해인 대체 에너지원으로서의 태양에너지는 다양한 이용분야가 개발되어 실용화되고 있다. 국�K의 경우 대표적으로 평판형 태양열집열기를 이용한 온수급탕 시스템을 들 수 있고, 냉난방, 산업공정열 및 태양열 발전 분야에 대한 실용화 및 타당성 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 고에서는 태양열 시스템의 중요한 구성요소인 고효율 집열기술에서 산업용 응용($70{\sim}150^{\circ}C$)에 적합한 것으로 기대되는 진공유리관형 태양열집열기, 국내 외 기술개발 동향과 산업공정열의 대체 가능성에 대하여 기술하였다.

• 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.