• Journal of Biosystems Engineering
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• 제25권5호
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• pp.379-384
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• 2000

In order to use the natural thermal energy as much as possible for greenhouse heating, the air-air heat pump system involved PCM(phase change material) latent heat storage system was composed, and three types of greenhouse heating system(greenhouse system, greenhouse-PCM latent heat storage system, greenhouse-PCM latent heat storage-heat pump system) were recomposed from the greenhouse heating units to analyze the heating characteristics. The results could be concluded as follows; 1) In the greenhouse heated by the heat pump under the solar radiation of 406.39W/$m^2$, the maximum PCM temperature in the latent heat storage system was 24$^{\circ}C$ and the accumulated thermal energy stored in PCM mass of 816kg during the daytime was 100,320kJ. In the greenhouse without heat pump under the maximum solar radiation of 452.83W/$m^2$, the maximum PCM temperature in the latent heat storage system was 22$^{\circ}C$ and the accumulated thermal energy stored during the daytime was 52.250kJ. 2) In the greenhouse-PCM system without heat pump the heat stored in soil layers from the surface to 30cm of the soil depth was 450㎉/$m^2$. 3) In all of the greenhouse heating systems, the difference between the air temperature in greenhouse and the ambient temperature was about 20~23$^{\circ}C$ in the daytime. In the greenhouse without heat pump and PCM latent heat storage system the difference between the ambient temperature and the air temperature in the greenhouse was about 6~7$^{\circ}C$ in the nighttime, in the greenhouse with only PCM latent heat storage system the temperature difference about 7~13$^{\circ}C$ in the nighttime and in the greenhouse with the heat pump and PCM latent heat storage system about 9~14$^{\circ}C$ in the nighttime.

• 에너지공학
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• 제5권2호
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• pp.115-122
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• 1996

망초를 이용한 저온 잠열축열시스템에서 핀을 설치한 전열관에서 방열과정중의 열전달 특성을 살펴보았다. 잠열물질의 과냉각과 상분리를 방지하기위해 3.0 wt% $Na_2$B$_4$O$_{7}$10$H_2O$와 2.2 wt% acrylic acid sodium sulfate가 조핵제 및 증점제로 사용되었다. 축열조는 높이가 530 mm, 직경이 74 mm이고 열전달관은 높이가 480 mm, 직경이 13.5 mm인 이중관으로 되어있으며 열전달 유체로는 물을 사용하였다. 축열재로부터 열을 치수하는 방열과정에서 열회수율은 열전달 유체의 유입온도와 유량에 크게 의존하였다. 핀이 설치되지 않은 전열관과의 비교실험을 통하여 핀에 의한 열전달 촉진은 얇은 핀의 경우에는 열전달계수의 증가가 미미하였지만 두꺼운 핀을 사용한 경우에는 같은 조업조건에서 열전달계수가 약 60% 정도 증가하였다. 실험적으로 결정된 총괄 열전달계수는 핀이 없는 경우에는 약 150-260 w/$m^2$K이었고 두꺼운 핀을 사용한 전열관에서는 230-530 W/$m^2$K정도였다. 총괄 열전달계수의 크기와 핀에 의한 전열면적을 기준으로 한 핀의 효율은 두꺼운 핀의 경우에는 약 0.26, 얇은 핀의 경우에는 0.05 정도로 계산되었다.다.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.224-232
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• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

• 태양에너지
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• 제20권3호
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• pp.1-9
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• 2000

In these days the hot water circulating Ondol using the fossil fuel boiler is the heating system for the most of the Korean residents. Then it is installed without the heat storage medium in the Ondol heating layer, but the Korean traditional Ondol had been composed with the heat storage medium. The Ondol room without heat storage medium could not be comfortable because the room air temperature is not only changed unstably but also it has a defect too much fuel consumption. Therefore in this study the heat pump-latent heat storage Ondol as the new type of Ondol system was developed to solve these problems mentioned above, and the COP of the heat pump (Coefficient Of Performance), the latent heat storage characteristics in the new type of Ondol system and the temperature variation in the Ondol room with the ambient temperature were analyzed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.578-584
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• 2013

아이스 슬러리는 유동성이 좋고 증발잠열이 커서 빙축열 시스템의 전열 유체로 선호되고 있다. 일반적으로 아이스 슬러리는 과냉각된 유체로부터 생성되는데, 동결이 과할 경우 배관을 막히게 하는 단점이 있다. 더욱이 아이스 슬러리 생성을 쉽게 하기 위해 과냉각온도를 낮출 경우 빙축열 시스템의 효율을 떨어뜨리기도 한다. 따라서 아이스 슬러리 생성을 효율적으로 제어할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 본 논문에서는 초음파 진동에 의해 과냉각수에 캐비테이션 충격을 가하여 아이스 슬러리를 생성하는 새로운 방식의 빙축열 시스템에 관한 실험연구를 수행하여, 초음파 진동과 아이스 슬러리 생성과의 상관관계를 규명하고, 초음파 진동이 아이스 슬러리 생성을 성공적으로 촉진할 수 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.570-574
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• 2010

기존 단열재의 주된 기능은 단지 열전달을 차단하는 기능과 건물로부터 열손실을 줄여주는 기능만을 수행했다. 반면, 축열재는 특정온도 범위 내에서 열에너지를 저장 또는 방출함으로써 건물에너지 사용량을 절감할 수 있다. 축열 건자재는 실내 공기온도 변화주기를 효과적으로 조절하여 일정하게 온도를 유지시킬 수 있다. 결과적으로 냉난방시스템 기능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 본 연구는 건축자재로 많이 이용되고 있는 석고보드에 상변화잠열물질을 축열재로 첨가하여 그 물성과 열환경 특성을 파악하였다. 또한 축열 건자재를 활용할 때 발생가능한 문제점을 확인하였다. 마지막으로 TVOC와 HCHO 함량 분석으로부터 오염물질의 배출가능성을 조사하여 축열 건자재의 환경 친화도를 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권4호
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• pp.243-256
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• 2012

에너지의 효과적인 저장과 관리는 에너지 공급과 수요의 시간적 양적 불균형을 해소하고, 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있다는 점에서 새로운 에너지원을 개발하는 일만큼 중요하다. 열에너지 저장 시스템은 산업폐열이나 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 저장하는 시스템으로서, 대용량 저장 시설에 암반 지하공동을 활용하는 경우 주변 암반의 낮은 열전달 특성과 높은 화학적 안정성을 통해 보다 효율적인 저장 시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열에너지 저장 방식과 저장 매질의 일반적인 특성과 열에너지 저장사례에 대하여 살펴보고, 지하공동을 활용한 열에너지 저장 시스템에 대한 각 저장 매질의 적용성에 대해 개괄적으로 검토하였다.

• 설비공학논문집
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• 제20권2호
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• pp.128-136
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• 2008

It is necessary to estimate the cooling load of the next day for effective control of ice thermal storage system. In this paper, new methodology is proposed to estimate the cooling load using design parameters of building and predicted weather data. Only six input parameters such as sensible heat coefficient and constant, latent heat coefficient and constant, maximum and minimum temperature are necessary to obtain hourly distribution of cooling load for the next day. Two benchmarking buildings(hospital and research institute) are selected to validate the performance of the proposed method, and the estimated cooling loads in hourly and daily bases are calculated and compared with the measured data for E hospital. The estimated results show fairly good agreement with the measured data for both buildings.

• 플랜트 저널
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• 제17권2호
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• pp.42-47
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• 2021

지역난방의 운영적 측면에서 특정시간의 피크부하 완화를 통한 효율적인 열생산과 공급 및 지역난방 공급 중단 시 급탕 공급은 난방 대비 대체가 어려워 사용자 측면의 불편함과 공급자 측면의 애로사항을 해결할 수 있는 적용 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술 중 열저장 능력과 급탕공급에 적합한 78℃급 수화물계 잠열축열조를 제작하여 지역난방 사용자 아파트 급탕공급설비에 현장 적용하였다. 본 시스템의 적용 결과 기존 공급방식 대비 급탕온도의 변화가 거의 없이 일정하게 사용자에게 공급됨을 확인하였으며, 피크 열부하는 평균 35% 감소와 비상열원으로서의 활용 가능성을 확인하였다. 또한 부하균등화에 따른 피크부하 감소로 기존 열 공급시설에서 10%의 열공급 여유와 신규 열공급시설 건설비용 및 열사용자의 공사비부담금이 각 5%와 10%가 감소됨을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제29권11호
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• pp.592-604
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• 2017

A chiller, having a thermal storage system, can contribute to load-leveling and can reduce the cost of electricity by using electricity at night. In this study, the control experiments and simulations are conducted using both conventional and advanced methods for the building cooling system. Advanced approaches, such as the "region control method", divide the control region into five zones according to the size of the building load, and determines the cooling capacities of the chiller and thermal storage. On the other hand, the "dynamic programming method" obtains the optimal cooling capacities of the chiller and thermal storage by selecting the minimum-cost path by carrying out repetitive calculations. The "thermal storage priority method" shows an inferior chiller performance owing to the low-part load operation, whereas the chiller priority method leads to a high electric cost owing to the low utilization of thermal storage and electricity at night. It has been proven that the advanced control methods have advantages over the conventional methods in terms of electricity consumption, as well as cost-effectiveness. According to the simulation results during the winter season, the electric cost when using the dynamic programming method was 6.5% and 8.9% lower than that of the chiller priority and the thermal storage priority methods, respectively. It is therefore concluded that the cost of electricity utilizing the region control method is comparable to that of the dynamic programming method.