• Journal of Energy Engineering
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• v.21 no.4
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• pp.402-410
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• 2012

A two-loop Rankine cycle for engine waste heat recovery of gasoline vehicle has been investigated. Water-steam cycle as a high-temperature (HT) loop for exhaust gas heat recovery and R-134a cycle as a low-temperature (LT) loop for both heat recovery of the engine coolant and the residual heat from the HT loop were considered. Energy and exergy analysis was performed to investigate the performance of the system. Because two volumetric expanders are used for the HT and LT loop, the sizes of two expanders are very important for the optimization of the system. The effects of pressure ratio of the HT loop, considering the size of the HT expander, and the condensation temperature of LT loop on the performance of the system at a target engine condition were investigated. This study shows that about 20% of additional power from the engine waste heat recovery can be obtained at the target engine condition.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.3
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• pp.1473-1478
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• 2011

In this study, simulation and optimization works for a demethanizer column have been performed to obtain ethane and heavier products from a pretreated natural gas stream. Pretreated natural gas feed stream is partially condensed after being precooled by exchanging heat with demethanizer top vapor stream and by using an external refrigeration cycle with a propane refrigerant. Vapor stream is furtherly cooled and partially condensed through a turbo-expander and the power generated from the expansion of turbo-expander was delivered to the compressor for the residue gas compression. Liquid stream is being cooled by Joule-Thomson expansion valve and is fed to the middle section of the demethanizer. Ethane recovery percent for feed natural gas was set to 75% and methane to ethane molar ratio was fixed as 0.015. Propane refrigeration heat duty was reduced by splitting the feed stream and to exchange heat with side reboiler.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.2
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• pp.1032-1037
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• 2011

In this study, simulation and optimization works for a demethanizer column have been performed to obtain ethane and heavier products from a pretreated natural gas stream. Pretreated natural gas feed stream was partially condensed after being precooled by exchanging heat with demethanizer top vapor stream and by using an external refrigeration cycle with a propane refrigerant. Vapor stream was cooled further and partially condensed through a turbo-expander. The power generated from the expansion of turbo-expander was delivered to the compressor for the residue gas compression. Liquid stream was cooled by Joule-Thomson expansion valve and was fed to the middle section of the demethanizer. Recovery percent of ethane for feed natural was set to 80% and methane to ethane molar ratio was fixed as 0.0119. On the other hand, some of the cold heat could be recovered by splitting the feed stream and by exchanging heat with side reboiler in order to reduce the heat duty in the propane refrigeration cycle.

• Solar Energy
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• v.17 no.2
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• pp.3-11
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• 1997

In conventional heat and vent dryer, both sensible and latent heat could not be recovered from the exhaust air, but this problem could be solved by introducing a heat pump to a conventional dryer, having a connection with cooling, dehumidifying and heating of heat pump. In this work, HFC134a as a substitute refrigerant of CFC12 adopted in heat pump and a batch type is also introduced. The variables affected on the system performance are holding temperature of a drying chamber, bypass air ratio, degree of superheat and refrigerant flowrate, etc. The moisture contents were decreased curvilinearly in the range of $86{\sim}75%$ on the wet basis. Under the constant drying temperature, the face velocity plays an important role to the drying performance. The COPs are increased in accordance with the air velocity, on the other hand the SMERs are gradually decreased.

• Journal of the KSME
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• v.18 no.3
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• pp.18-24
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• 1978

열고환기에는 boiler와 같이 다량의 열 energy를 취급하는 것을 비롯하여 가정용 냉장고, 냉방기 기와 같이 비교적 적은 양의 열 energy를 취급하는것, 가종 고온 gas-gas 열교환기, 초전도송전 등의 초저온기기에 부속되는 저온열교환기 혹은 배열회수, 태양열이용을 위한 장치에 포함되는 열교환기등이 있으며, 그 종류와 내용에 있어서 다양하다. 따라서 새 형식의 열교환기 혹은 우수 한 전열특성을 갖는 표면, 형상을 갖는 전열관의 연구, 개발은 한층더 절실하게 요망된다. 최근주 목을 받고 있는 열교환기용전열관중에는 관축방향을 따라 표면을 파상으로 가공한 것(corrugate 식)과 축과 평형이 되게 만든 좁은 흠을 갖는 관(fluted tube)등이 있는데 이들에 있어서는 다같 이 표면의 요철에 의한 면부근의 난동을 촉진시켜서 우수한 대류열전달의 특성을 갖도록 하고 있다. 한편 응축과 비등등의 상변화를 동반하는 열전달에 대해서는 세구, 기공질금속층, 세공등을 갖는 면에 관해서 새로운 관심이 집중되고 있다. 이 후자의 전열면은 유축열전달에서는 평활면보 다 약10배의 높은 열전달율을 가지며 불등열전달에서는 벽면과 액의 온도차는 평활면의 경우보다 약1/5의 값을 갖는다. 동시에 한계열유속은 5활이상으로 증가시킬 수 있음이 알려져 있다. 따라서 본론에서는 후자의 전열면중에서 최근에 알려진 비약적으로 높은 전열성능을 갖는 전열면에 관해 서 소개하기로 한다.

• Resources Recycling
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• v.9 no.3
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• pp.13-21
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• 2000

This study describes to analyze the heat transfer characteristics of waste solvent recovery system using a double pipe heat exchanger heating solvent by the hot oil. The solvent recovery system consists of the feeding pump, the double pipe heat exchanger, the vacuum spray chamber, and the condenser. A double pipe heat exchanger consists of the first section to conduct the heating of solvent to the thermal saturated point and the second section to evaporate the saturated solvent. The heat transfer area for vaporization of water, benzene and alkylbenzene was predicted by the heat balance modelling and experimentally measured from the temperature distribution as a function of solvent flow rate and heating temperature. The required heat transfer area for vaporization was increased with increasing solvent flow rates and with decreasing heating temperatures due to decreased quantity of transferred heat per the unit area. Theoretical modelling of the heat transfer area for solvents vaporization in the pipe showed good agreement with experimental results. Results showed to be suitable for the waste solvent recovery using a double pipe heat exchanger.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.26 no.1
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• pp.64-70
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• 2015

Organic Rankine cycle (ORC) is an useful cycle for power generation system with low temperature heat sources ($80{\sim}400^{\circ}C$). Since the boiling point of operating fluid is low, the system is used to recover the low temperature heat source of waste heat energy. In this study, a ORC with R134a is applied to recover the waste energy of condenser of coal fired power plant. A system model is developed via Thermolib$^{(R)}$ under Simulink/MATLAB environment. The model is composed of a refrigerant heat exchanger for heat recovery from coal fired condenser, a drum, turbine, heat exchanger for ORC heat rejection, storage tank, water recirculation pump and water drip pump. System analysis parameters were heat recovery capacity, type of refrigerants, and types of turbines. The simulation model is used to analyze the heat recovery capacity of ORC power system. As a result, increasing the overall heat transfer coefficient to become the largest of turbine power is the most economical.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.6
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• pp.593-600
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• 2012

The exergy characteristics for R245fa and water working fluids have been analyzed for an electric generation system utilizing the Rankine cycle to recover heat from the wasted exhaust gas from a diesel engine used for the propulsion of a large ship. The theoretical calculation results showed that the efficiencies of exergy and system exergy improved as the turbine inlet pressure increased for R245fa at a fixed mass flow rate. Furthermore, the exergy destruction rates of the condenser and evaporator were relatively larger than those in other components. The exergy efficiency of the system increased with increasing mass flow rate. For a water working fluid, although the exergy destruction rate of the evaporator was similar to that for R245fa, the exergy loss rate varied significantly in response to variations in the pressure and mass flow rates at the turbine inlet.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.107.2-107.2
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• 2011

억새는 척박한 토양 조건에서도 쉽게 자라며 관리가 용이하다는 장점이 있어 바이오에너지 작물로 주목을 받고 있다. 억새는 주로 Miscanthus sacchariflorus(물억새)와 Miscanthus sinensis(참억새) 그리고 두 억새의 잡종인 Miscanthus giganteus로 구분되며, 최근 기존의 억새보다 생체량을 크게 늘린 거대억새가 개발되기도 하였다. 본 실험에서는 우리나라 전역에서 가장 흔하게 볼 수 있는 물억새와 참억새를 유동층 반응기를 이용하여 급속열분해 하였다. 본 연구의 목적은 억새로부터 얻은 바이오원유와 나무로부터 얻은 바이오원유의 특성을 비교하고, 시료투입속도의 변화를 주어 억새로부터 얻은 바이오원유의 수율과 특성을 알아보고자 함이다. 시료의 투입속도는 200g/h, 300g/h, 500g/h, 1000g/h로 변화를 주었으며, 반응온도($500^{\circ}C$), 공탑속도(0.19m/s), 응축기온도($10^{\circ}C$)는 매 실험마다 동일하게 유지하였다. 수집한 바이오원유는 공업분석을 통해 연료로서의 가치를 알아보았다. 목재를 급속열분해 한 경우 바이오원유의 수율은 56.03wt.%로 동일한 조건에서 억새를 급속열분해 한 경우 보다 약 6wt.%가량 높았다. 바이오원유의 발열량은 큰 차이가 없었으나 수분과 점도에서 큰 차이를 보였다. 투입속도가 증가할수록 바이오원유의 수율은 증가하는 경향을 보였으며, 시간당 1000g을 투입하였을 때는 수율이 감소하였으나 수율의 변화는 크지 않았다. 투입속도가 증가하는 경우 바이오원유의 고위발열량과 점도는 감소하고 수분이 증가하는 경향을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.