• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.419-425
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• 2023

본 논문은 상용 바이오매스 발전소 가동 조건에서 열교환기 튜브의 고온 부식 특성 분석 결과를 보고하였다. 3종의 상용 열교환기 튜브(SA213T12, SA213T22, SA213T91) 및 열교환기 튜브의 표면 온도 조절이 가능하도록 자체 설계된 고온 부식 평가 장치를 사용하였으며, 약 300시간 동안 다양한 온도 및 가동 조건에서 고온 부식 실험을 수행하였다. 열교환기 튜브 소재에 따른 온도별 고온 부식 특성을 객관적으로 분석하기 위해서 국제표준(ISO 8407)에 입각하여 부식생성물을 제거 후 고온 부식 실험 전후의 튜브 시편 무게 변화량을 산출하였다. 이를 통해 최종적으로 튜브 시편의 평균 두께 감육량 및 감육 속도를 도출하였으며, 전자현미경(FE-SEM) 및 에너지분산형 분광분석법(EDS)을 이요하여 튜브 시편의 표면과 단면의 부식 상태를 분석하였다. 본 연구 결과, 상용 열교환기 소재의 구성 성분 중 크롬과 니켈의 함량이 증가할수록 소재의 고온 부식 특성이 우수하며, 표면 온도가 증가할수록 고온 부식이 촉진되는 것을 확인하였으며, 열교환 온도 조건에 따른 열교환기 튜브 교체주기를 예측할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.471-478
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• 2012

이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기반시설은 온실가스 배출량의 획기적인 감축과 관련하여 중요한 역할을 하고 있다. CCS 기반시설에 있어서의 구체적인 과제는 넓은 지역에 다양하게 분포되어 있는 대규모 방출원으로부터 $CO_2$를 포집한 뒤 수송하여 적절한 저장사이트에 주입하는 일련의 과정을 상업적 규모로 실증하는 것이다. CCS 기반시설의 상업적 도입을 위해 기술 경제적 타당성을 분석하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 하지만, 하나의 일관된 분석을 하기 위해 $CO_2$ 배출량, $CO_2$ 감축 비용, 탄소세 등과 같은 다양한 데이터의 불확실성들이 존재한다. CCS 기반시설을 설계 및 운영하는데 있어 이러한 데이터의 불확실성들을 고려한 연구들은 거의 진행되어 오지 않았다. 본 논문에서는 CCS 기반시설을 설계 및 운영하는 데 있어 불확실한 데이터인 CCS 운영비용과 탄소세를 고려한 2 단계 확률론적 계획 모델을 개발 하였다. 제시된 모델은 데이터의 불확실한 환경에도 불구하고 $CO_2$ 감축목표를 만족시키기 위해 $CO_2$ 포집, 저장, 수송 등 CCS 기반시설의 최적 설계 및 운영 전략을 결정할 수 있게 하고, 요구되는 연간 $CO_2$ 총 비용을 예측 가능하게 한다. 또한, 본 연구에서 제안한 모델의 타당성을 평가하기 위해 우리나라의 실제 사례에 적용해 보았다. 이 사례 연구를 통해 얻은 결과는 다양한 불확실한 요소들이 존재하는 환경하에 CCS 기반시설을 설계 및 운영하는 데 있어 최적의 결정을 제시할 것이다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2001년도 봄 학술발표논문집
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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.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제32권4호
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• pp.217-238
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• 2023

현재 한국의 자동차세는 자동차의 배기량에 일정 세율을 곱해 부과된다. 그러나 현행 제도는 온실가스 감축이라는 당면 과제를 반영하지 못하고 있다는 지적을 받으며 개정의 필요성이 제기되고 있다. 이에 본 연구는 배기량과 CO₂ 배출량 간 확인되는 양의 관계에 주목하여, 평균 CO₂ 배출량을 고려한 자동차세의 적정 세율을 산출하고자 한다. 이를 위해 우선, 2020년 기준으로 자동차 배기량별 평균 CO₂ 배출량을 이용해 배기량별 연간 평균 CO₂ 배출량(kg/대) 을 추정하였다. 여기에 IMF(2019)가 제안한 CO₂ 배출량 1톤당 75달러를 기준세율로 고려해 복수의 시나리오를 분석했다. 특히, 균일한 75달러의 탄소세를 부과했을 때와 배기량별 CO₂ 배출량에 기반해 누진세를 부과했을 때를 비교했다. 분석 결과에 의하면, IMF가 제안한 기준세율을 한국에 그대로 적용하는 것은 세수 감소 등의 영향으로 쉽지 않으며, 현행 자동차세에 따른 세수 규모 유지, 온실가스 감축효과, 선진국의 자동차세 개편 동향 등을 고려해 정교하게 설계해야 한다는 점을 확인했다. 예를 들어, 한국에서 판매되는 대표적인 소형차량인 기아자동차의 K3(1,598cc)를 기준으로 현행 제도와 비교해보면, 현행 제도에서는 약 22만 원, IMF에 따른 동일세율과 누진세 부과 시에는 각각 약 7.9만 원과 약 8.3만 원, 영국 자동차세를 참고한 누진세 부과 시에는 약 24만 원 정도의 세금을 납부하게 된다. 이처럼 본 연구는 한국의 자동차 등록 현황 및 자동차세 현황, 주요 선진국의 자동차세 개편 동향을 파악해 차량 배기량과 CO₂ 배출량을 고려한 자동차 세제 개편의 영향을 국민의 조세부담을 중심으로 분석하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1287-1292
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• 2006

인공습지는 다양한 유형의 하수, 폐수에 대해 높은 제거효율을 가진 것으로 알려져 있다. 상향류식 인공습지는 10여년 전부터 많이 이용되는 이공습지 공법중의 하나이다. 본 연구에서는 인공습지의 하나인 부들(cattail)을 perlite에 식재한 상향류식 수초여과지(upflow vegetated filter UVF)장치와 수리동역학적 입자물질 전처리장치(hydrodynamic separator, HDS)를 조합한 장치를 제작하여 온실에 설치하였고, 인공하수에 대한 영양염류제거능을 분석하였다. 본 연구의 목적은 (i) 파일겆 규모의 UVF장치의 영양염류 처리능을 분석함에 있으며 (ii) Froude 수에 의한 확대설계시 직경에 대한 처리용량을 도출함에 있다 인공하수의 처리능을 분석한 결과 평균 수면적부하율 $22.7{\pm}9.6\;m^3/m^2/day$ 범위의 운전조건에서 인공하수의 처리능을 분석한 결과 평균 제거효율은 $COD_{Mn}$, TN, TP에 대해 각각 57.5%, 40.0%. 41.5%를 나타내었다. Froude수를 이용한 무차원 상사법칙을 이용하여 UVF장치의 실규모 설계용량을 산정한 결과 UVF의 직경을 3 m로 설계할 경우 75 $m^3/day$ 범위까지 처리가 가능한 것으로 산정되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권4호
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• pp.205-213
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• 2004

본 연구에서는 문제중심학습(Problem Based Learning)을 과학 수업에 적용하기 위한 지도전략과 '문제상황'을 설계하고 이를 적용한 후 학습자의 학습과정과 문제중심학습에 대한 인식을 밝히고자 하였다. 본 연구에서 적용한 문제중심학습의 단계는 문제상황 제시-문제 만나기-알고 있는 것과 알아야 할 것에 대한 확인(Know/Need to Know)-문제의 진술-정보의 수집과 공유-가능한 문제해결책 형성-최적 문제해결책 결정-문제해결책 발표이고, 소집단 토론 전략과 학습자 주도적 문제해결 전략 등의 단계별 지도전략을 설계하였다. '온실효과를 줄이기 위한 미래의 에너지로 무엇이 좋을까?'라는 문제상황으로, 과학고등학교 2학년 지구과학 수업시간에 문제중심학습을 실시하였고, 학습과정과 문제중심학습에 대한 인식을 밝혔다. 연구결과, 문제의 진술 단계에서는 초기에는 광범위한 문제 진술이 많았으나, 토론을 거듭할수록 문제해결책을 찾기 용이한 좁은 범위의 문제 진술로 정교화되었다. 그리고 K/NK단계에서 알고 있는 것과 알아야할 것에 대하여 명료하게 진술하는 활동이 해결책을 찾는 과정에서 학습자에게 가장 도움이 되는 활동으로 분석되었다. 소감문 분석결과 학습자들은 문제상황에서 문제를 찾아내는 과정을 가장 어려워하면서도 또한 흥미있는 활동으로 인식하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과로부터, 내실있는 문제중심학습의 적용을 위하여, 다각도의 문제인식이 가능한 간학문적이고 현실적인 문제 상황의 개발이 우선되어야함을 알 수 있다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제18D권5호
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• pp.371-384
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• 2011

본 논문은 운송비용과 탄소배출비용을 고려한 최적 운송수단 선정에 대한 물류의사결정 시스템을 설계하고자 한다. 기존 연구는 운송비용과 운송모드별 용량을 고려하여 최적의 운송수단을 선정하였으나, 온실가스 배출규제에 대응하기 위해 운송비용과 용량 뿐만 아니라 탄소배출비용을 통합적으로 고려하여 물류체계를 설계할 필요성이 높아지고 있다. 따라서 본 논문에서는 탄소배출을 고려한 우리나라의 복합운송에 대한 운송수단 선택과 비용과 CO2배출의 Trade-off관계에 대한 접점을 찾아 분석하고 향후 나아갈 방안에 대해 제시하고자 한다. 탄소배출비용을 고려한 최적 운송수단 의사결정 문제는 혼합정수계획 모형으로 모델링되었으며, 운송비용과 탄소배출비용 사이의 관계를 분석하기 위하여 서울-부산 간 컨테이너 운송에 있어서의 다양한 시나리오를 도출하였다. 각각의 시나리오는 개발된 의사결정 시스템을 통하여 분석되었으며, 분석결과 단위 이동 거리당 탄소배출량이 낮은 것으로 알려져 있는 해상운송과 같은 대량운송 수단이 경우에 따라 더 많은 탄소를 배출하는 것으로 나타났다. 대량운송 수단의 경우 항만이나 철도역까지의 트럭운송에서의 우회가 증가된 탄소 배출의 주요 원인이었다. 제안된 물류의사결정 시스템은 녹색물류 및 그린SCM에서의 탄소배출비용과 물류비용사이의 관계를 이해하는데 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4560-4571
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• 2013

현재 전 세계적으로 도시에서 발생하는 다량의 온실가스로 인한 기후변화 문제가 증가하고 있다. 이러한 기후변화 문제를 해결하기 위해서는 궁극적으로 도시가 저탄소 구조로 변화되어야하며 계획을 수립하는 초기 단계부터 도시구조의 설계 및 운영, 유지 관리단계로 이어지는 도시계획의 전 과정이 통합적으로 고려되어야만 한다. 이에 본 연구는 저탄소 도시계획을 수립하는 초기 단계에서 유지 관리의 전 과정을 평가할 수 있는 방안을 모색하였으며 이를 적용한 사례분석을 통하여 평가결과를 도출하고자 하였다. 이를 위해 단계를 3단계로 구분하고 단계별로 8개 부문, 30개의 세부평가지표를 도출하였으며 이를 바탕으로 국 내외의 선진사례의 적용 실태분석과 관련 전문가들의 설문을 통한 평가결과를 도출하였다. 그 결과 국내의 저탄소 도시계획 수준을 향상시키기 위해서는 도시계획 수립단계에서 정책 및 제도적 장치가 마련되어 지역적 특색에 맞는 계획의 도입이 이루어져야 한다. 또한 설계 및 운영 단계에서는 이를 구체화 시켜 실행할 수 있는 다양한 접근방법이 필요하며, 유지 관리단계에서는 다양한 이해관계자들의 참여와 관리방안이 요구됨을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.476-482
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• 2019

본 기후변화협약, 온실가스배출규제와 같은 규제적 규약들은 고효율 에너지 기자재 개발과 에너지의 효율적 이용을 촉진하는 촉매로 작용하고 있다. 에너지소비가 큰 분야 중 전열기기가 효율이 좋지 못한 편이다. 전기보일러는 히터에 물을 접촉시켜 순환시키는 방식을 주로 사용하고 있다. 기존 전기보일러를 활용할 경우 물의 미네랄이 고온의 히터와 접촉하여 탄화되어 흡착되는 과정에서 히터의 부식을 촉진시키고 히터의 효율을 저하시킨다. 이러한 이유로 에너지 효율이 높고, 전도나 대류가열보다 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있는 유도가열방식을 보일러에 적용시킨 전기유도보일러가 각광을 받고 있는데, 이 방식은 물이 담겨 있는 보일러 관로를 유도가열방식으로 가열하여 직접가열시 발생하는 문제를 해결시킬 수 있는 대안으로 인정받고 있다. 비교적 오랜 기간 유도가열에 대한 연구가 이루어졌음에도 불구하고 유도가열을 이용한 전열기술에 대한 연구결과는 그리 많지 않은 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전기유도보일러의 발열효율을 개선하기 위하여 매개변수연구방법을 통하여 권선의 단면적, 권선의 수 및 권선의 겹수에 의한 영향을 유한요소법을 이용하여 해석하고 발열의 요소가 되고 있는 동손과 철손을 분석하여 발열을 극대화시킬 수 있는 권선설계방법으로 총손실이 최대가 되는 설계점을 찾는 방법을 제시하였다.

• 한국전통조경학회지
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• 제31권4호
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• pp.22-32
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• 2013

본 연구는 근대 부산에서 발간된 釜山日報와 부산부(釜山府)에서 발간한 <釜山>을 분석하여 근대 부산의 삼대 공원으로 꼽는 고관공원의 성립과정을 밝히고 설계도면을 발굴하여 설계 사상을 분석한 연구다. 고관이라는 장소는 두모포 왜관이 설치되어 있던 곳이다. 부산의 개항과 함께 일본인 거류민의 고토의식을 고양하기 위하여 두모포 왜관의 이전에 진력하다가 급사한 대마도 사신 쓰노에 효고의 묘역과 초혼비를 고관 언덕에 세웠다. 1916년 그 장소를 모금으로 정비한 뒤 부산부(釜山府)에 기부하고, 그곳을 고관공원으로 부르면서 일반에게 공개되었다. 한편, 개항 전 해 부산에 와서 상공업에 종사하면서 거부가 된 오이케 츄스케의 수상기념동상이 부산 개항 50주년을 기념해서 고관공원 부근에 건설한다. 그 동상이 건설된 장소를 부산부에 기부하고, 이를 부산부는 고관공원으로 정비한다. 고관공원의 설계를 의뢰 받은 일본 오사카부 기사 오야 레죠는 고관공원의 설계하기 위하여 부산을 방문하고, 설계도를 부산부에 제출한다. 고관공원의 시설은 신사와 동상, 수목원과 온실, 아동유원 등이었다. 오야의 설계에 나타난 설계 사상은 성과 속의 병치, 산수 컨텍스트의 계승, 공원 컨텐츠의 보완, 국민국가 형성의 도구로 분석되었다. 고관공원은 설계자의 예산에 못 미치는 공사비 2만 원으로 완성한다. 하지만 구체적인 시설 정비에 대해서는 본 연구에서 밝히지 못했다. 1945년 해방 이후 이 장소는 동구청, 주택 등이 들어 서 예전의 흔적을 찾아보기 힘들 정도다. 고관 공원의 소멸 과정을 밝히는 것도 추후의 연구 과제다.