• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권1호
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• pp.71-80
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• 2017

A Data center houses a large number of server computers, storage and etc in racks. With the rapid increase of heat generation rates per rack in a data center, energy consumption rates for cooling have been increased year by year. In this study, energy conservation effects of a MOA (multi-stage outdoor air enabled) cooling system in a data center has been investigated when it is applied to 5 different locations, Korea. As results, Energy conservation effects of the MOA cooling system was achieved at about 20% to 30%. Humidifier operation time was 40 to 55 days when supply air temperature was maintained at 13, and humidity condition was kept within the allowed range even though humidifier was off. Furthermore, humidification was not needed when supply air temperature was maintained at $25^{\circ}C$. In selected 5 locations in Korea, the difference of regional climatic conditions affected no more than 5% in cooling energy consumption rates.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.695-700
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• 2009

Maintaining an IAQ with fresh in school building is very important because the good IAQ can be possible to improve the academic performance. Since school buildings are very dense and require a lot of fresh air, the need for ERV(Energy Recovery Ventilator) has become obvious. While opening a window does provide ventilation, the building's heat and humidity will then be lost in the winter and gained in the summer, both of which are undesirable for the indoor climate and for energy efficiency. ERV technology offers an optimal solution: fresh air, better climate control and energy efficiency. However, when the outdoor air condition is favorable to control the indoor environment such as spring and autum in Korea, heat exchange in ERV would rather increase the cooling load than diminish. Economizer cycle control which using the outdoor air in controlling the indoor thermal environment has many benefit in terms of energy saving and IAQ control. In this study, the ERV with economizer cycle control will be suggested. And then the system control characteristics and energy saving effect will be analyzed through the TRSNSYS Simulation.

• 동력기계공학회지
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• 제18권3호
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• pp.73-78
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• 2014

Recently, Free cooling system usage has increased at many buildings in intermediate and winter season. Free cooling system is used to reduce the energy consumption of refrigeration in that season. Free cooling system is refrigeration system using cooled water. In general, this system is applied with the building having refrigeration load at all time such as a data center. In this study, energy consumption of a data center taking free cooling system in Ulsan was evaluated by the software HYSYS. the main result is as in the following : free cooling system is effective from January to April and from November to December. In case of Ulsna in 2013, using free coolng system is able to spend refrigeration energy of about 15% less than existing system. According to this result, it is appropriated that free cooling system is used in building having refrigeration load at all time such as data center.

• 생물환경조절학회지
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• 제3권1호
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• pp.58-65
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• 1994

본 시험은 하절기 경제성을 고려한 효율적인 온도하강방법을 구명하고자 차광재료, fog system, 송풍등 복합적 온도하강처리에 따른 비닐하우스의 기상환경변화를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 중형하우스에서 온도하강방법에 따른 환경특성은 처리에 따라 하우스의 고온화를 상당히 효율적으로 억제하였다. 7월31일 하우스냉방처리에 따른 기온의 일중변화를 경시적으로 보면 수분의 증발잠력능력을 이용한 fog system과 은색차광 및 송풍을 혼합하여 처리할 경우 기온과 지온은 외기온에 비하여 최고 각각 1$0^{\circ}C$, 4$^{\circ}C$정도 온도하강효과가 있었으며 그 다음은 은색차광＋fog system, 은색차광＋송풍, 흑색차광＋송풍구 순이였다. 2. 하절기 가장 온도가 높은 시기인 7월20일부터 8월21일까지 하우스냉방처리에 따른 온도하강 효과를 보면 최고기온은 시험처리에 따라 온도차가 인정되며 은색차광＋fog system＋송풍구의 지상, 지표면기온은 외기온에 비하여 각각 약 8$^{\circ}C$, 7$^{\circ}C$정도 온도하강 효과가 있었다. 3. 은색차광＋송풍구와 흑색차광＋송풍구의 일사량은 청명한날 외기일사량에 비하여 각각 약 29.3%, 32.5%이였으며 흐린 날은 각각 약 27.4%, 31.8%이였다.

• 토지주택연구
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• 제12권1호
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• pp.129-137
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• 2021

외부 차양장치는 대표적인 여름철 일사조절 장치이다. 특히 냉방부하가 높은 업무용 건물에 적합한 기술로 인식되어왔다. 그러나 본 연구에서는 차양장치의 냉방부하 저감뿐만 아니라 난방부하 저감 효과를 검증하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 겨울철 야간 천공복사냉각에 따른 영향을 중심으로 일반 창호, 롤 블라인드, 외부 차양장치를 대상으로 실험을 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 외부 차양장치가 적용된 경우 유리 내·외표면 온도차는 평균 11.8℃로 차양장치가 없는 경우의 14.6℃ 보다 평균 2.8℃ 낮은 온도차를 나타냈으며, 이는 천공복사에 의한 열교환으로 차양 표면온도가 외기온도보다 낮은 시간때에 발생한다. 한편, 롤 블라인드는 내부 중공층의 평균온도보다 0.8℃ 낮은 온도를 나타냈으며 이 또한 투과체를 통과한 천공복사가 롤 블라인드 표면과 열교환이 이뤄졌기 때문이다. 유리 외부 표면온도만을 고려하면 약 3℃ 이상의 온도 상승이 예상된다. 그리고 차양장치가 없는 경우 일반적인 온도구배를 나타내고 있었다. 한편 남동향과 남서향에 외부 차양장치가 설치되었을 때 남서향의 외측 유리 표면온도가 더 낮게 나타나는 특징이 있다. 이 결과는 천공복사에 의한 냉방 저감 효과를 정량화할 수는 없지만 적어도 타당성은 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 천공복사 냉각과 에너지 소비 사이의 상관관계를 조사하고 외부 차양장치의 난방에너지 절감 효과에 대한 독립 챔버 실험을 진행할 계획이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.15-20
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• 2017

최근 들어 가정용 공조기가 겨울철에 히트 펌프로도 사용된다. 이 때 실외기는 저온의 외기와 열전달을 하며 관내의 냉매를 증발시킨다. 반면 여름철에 냉방기로 사용될 경우 실외기는 고온의 외기와 열전달을 통해 관 내의 냉매를 응축시킨다. 즉, 동일한 열교환기가 여름철에는 응축기로, 겨울철에는 증발기로 사용되고 외기 조건도 겨울철의 저온에서 여름철의 고온까지 넓은 범위에 놓이게 된다. 본 연구에서는 표준 설계 온도 조건에서 얻어진 j와 f 인자가 저온 운전 시에도 무리없이 적용 가능한지를 실험을 통하여 확인하였다. 이를 위하여 2열 루버 핀-관 열교환기에 대하여 외기 온도를 변화시키며 일련의 실험을 수행하였다. 또한 관 내측의 브라인의 유량이 미치는 영향도 살펴보았다. 실험 결과 외기의 온도 변화가 j와 f 인자에 미치는 영향은 무시할 만 하였다. 모든 j와 f 인자는 각각 9%, 3% 내에서 일치하였다. 따라서 표준 조건에서 얻어진 j와 f 인자를 저온 조건에 사용하여도 무리가 없다고 판단된다. 또한 관 내측 유량 변화가 j와 f 인자에 미치는 영향이 미미한 것으로 미루어 관 내측 상관식의 적용이 적절하다고 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제15권2호
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• pp.223-231
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• 1996

폐광으로부터 유출되는 냉기 또는 냉수를 이용하여 여름 동안 야간에 온실을 냉방시키는데 있어 가장 효율적인 냉각방법을 결정하기 위해 여러 종류의 냉각 장치가 제작 및 냉각 실험되어졌다. 온실을 냉방시키는데 있어 여러 냉각장치의 효율을 비교할 때 독립적으로 소형 radiator, 냉각 pad 및 냉기를 사용한 냉각방법은 거의 비슷한 결과를 나타냈다. 또한 대형 radiator를 제외한 여러 냉각장치를 동시에 가동하였을 때는 독립적으로 이러한 냉각장치를 각각 가동하였을 때 보다 약간 향상된 냉각 효율을 나타냈다. 그러나 대형 radiator를 독립적으로 사용했을 때 온실의 냉각 효율은 다른 냉각 방법에 비하여 상당히 좋았으며, 야간의 외기 온도가 $23-24^{\circ}C$ 범위에 있을 때 온실내의 공기 온도는 약 $15^{\circ}C$로 냉각되었다.

• 농업생명과학연구
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• 제44권4호
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• pp.69-77
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• 2010

온실의 환기제어시 외기온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온실내 온도제어성능을 향상시키기 위해서 퍼지제어가 많이 이용되고 있지만, 제어로직이 복잡하여 대용량 메모리를 갖는 컨트롤러가 필요하다. 본 연구에서는 소용량의 마이크로 컨트롤러에서 프로그램이 가능한 단순퍼지제어 알고리즘을 개발하여 시험하였다. 개발한 단순퍼지 제어 알고리즘의 성능을 비교하기 위하여 기존의 스텝제어 알고리즘을 도입한 제어프로그램으로 온실의 천창환기에 의한 온도제어를 실시하여 두 알고리즘의 성능을 직접 비교하고, 또 PID 및 표준 퍼지제어 성능과는 기존의 연구 결과와 비교하여 상대적 성능을 평가하므로써 온실의 환기냉방제어의 유리한 제어기법을 확립할 수 있는 기초자료를 얻고자 수행하였다. 단순 퍼지제어에 의한 실내온도 최대 제어오차는 $1.2^{\circ}C$, 1시간동안의 평균환기창 적산열림량과 조작회수는 각각 84%, 13회로 나타났으며, 문헌조사에 의한 퍼지제어에서 각각 $1.3^{\circ}C$, 75% 및 12회에 비해 동등한 제어성능을 보였다. 본 연구에서 개발한 단순퍼지제어는 제어로직이 PID제어보다 단순함에도 불구하고 스텝제어와 PID제어보다 성능이 우수하고, 퍼지제어와 동등한 제어성능을 갖는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.85-91
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• 2016

내연기관 자동차와 달리 전기자동차는 배터리 폐열이 부족하여 실내 난방을 위해 추가적으로 PTC 히터를 사용하고 있지만 전력소모가 큰 단점이 있다. 최근 이러한 단점을 보완할 수 있는 히트펌프 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 히트펌프의 운전특성 해석을 위해 MATLAB/SIMULINK$^{(R)}$환경에서 R134a 히트펌프 모델과 캐빈 모델을 개발하였다. 모델은 여름과 겨울에서 히트펌프의 작동 특성에 따른 실내 온도변화를 나타낼 수 있으며, 모델 검증은 구성품 수준에서 응축기와 증발기의 용량 비교를 수행하였다. 또한 동일한 냉방조건에서 캐빈온도 변화 비교를 통해 캐빈 모델을 검증하였다. 해석 결과 전동압축기 소비전력은 모든 외기온도 조건에서 PTC 히터 보다 낮은 것으로 나타났다. 또한 영하조건에서 히트펌프의 난방용량이 부족한 현상에 대해 폐열회수를 적용하여 효율적인 난방 작동을 할 수 있는 조건을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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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.