• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.470-475
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• 2009

본 연구에서는 핀-관 열교환기와 PF 열교환기의 열전달 특성과 이를 적용한 공조기의 성능을 비교 조사하였다. 또한 공조기의 냉방기간 에너지효율(CSPF)을 평가하였다. 열교환기 실험을 위해 3종류의 열교환기에 대한 열전달 및 압력강하를 그리고 공조기 성능평가를 위해 냉방표준, 냉방저온에서 냉방능력, 소비전력, COP를 산출하였다. 실험은 칼로리미터와 항온수조를 사용하여 수행되었다. 유입공기 속도가 증가함에 따라 열교환기의 열전달율과 압력강하는 증가하였다. PF 열교환기 적용 시스템의 적정 냉매량은 핀-관공조기보다 약 $15{\sim}20%$ 감소하였으나, 냉방능력은 증가, 소비전력은 감소하여 COP는 향상되었다. 사각형 핀을 가진 PF 열교환기가 삼각형 핀보다 냉방능력과 COP가 더 우수하였다. 실환경 온도조건을 반영하기 위해 PF 열교환기와 핀-관 열교환기 적용 시스템의 CSPF가 계산되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권4호
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• pp.195-202
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• 2010

수집 농산물의 세척, 선별, 포장 작업 등이 이루어지는 APC 작업장은 하절기에 작업자들이 고온의 환경에 노출되므로 작업환경 개선을 위한 냉방공조가 요구되고 있다. 기존의 전체 냉방 공조방식은 과도한 유지비로 인한 운용상의 어려움이 발생하고 있으므로 설비비 및 운용비가 상대적으로 저렴한 시스템을 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 하절기 APC 작업공간의 효율적 냉방을 위한 냉방시스템 설계의 기초 연구로써 CFD를 기반으로 하여 양압식 및 음압식 팬 앤 패드 시스템과 국소냉방 시스템에 대해 열유동 수치해석을 수행하여 각각의 냉방효과를 예측하였다. 그 결과, 음압식 팬 앤 패드 시스템은 고온 외기의 과도한 유업으로 인해 패드 하류의 일부 영역을 제외한 대부분의 작업영역에서 상대적으로 고온의 온도 분포를 보였으며 기류의 유속분포 역시 낮게 나타나 APC 냉방시스템으로 부적합한 것으로 판단되었다. 양압식 팬 앤 패드 시스템은 직업장의 중심부 및 각 작업영역에 비교적 균일한 저온환경을 조성하나 작업자 위치별로 기류의 유속편차가 크게 나타났다. 국소냉방 시스템의 경우 각 작업자 위치의 상부에서 냉기류가 공급되는 방식이므로 팬 앤 패드 시스템에 비해 작업자 위치에서의 온도분포와 기류 유속분포가 상대적으로 균일하게 나타났다. 양압식 팬 앤 패드 시스템은 냉방기를 사용하는 기존의 공조방식에 비해 설비비 및 유지비가 저렴하나, 실제 APC 작업장의 냉방공조에 적용시에는 팬 소음, 고습환경이 선별기 등 장비에 미치는 영향, 용수공급 및 패드교체 등을 고려하여 보다 신중한 검토가 요구된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.

• 기계저널
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• 제25권4호
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• pp.282-288
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• 1985

에너지 절약 장치로서 Heat pump 기술은 선진 각국에서 70년대 이후 관심 깊게 연구개발을 계속하고 있으며 지금도 보일러-열펌프 닥킹시스템(boiler-heat pump docking system), 과 성능 열펌프시스템(super efficient heat pump system)등 더욱 성능이 우수한 장치 연구를 위하여 박 차를 가하고 있다. 외국의 경우 현재 공조용으로 사용되고 있는 열펌프는 원래 냉동기 기술을 기초로 하여 개발하였기 때문에 낮은 온도의 열원에서부터 60.deg. C 정도까지의 온수를 제조 하는 것은 기술적으로 충분하다. 이를 일반 산업용으로 하기 위하여 보다 더 높은 온도의 열을 공급하기 위해서는 새로운 연구가 활발하게 전개되어 왔다. 그 결과 저온배열을 100.deg. C 내 외로 올리는 기술이 개발되고 이의 응용 예가 많으며 구미 각국에서는 정부의 지원을 얻어 실 습플렌트(demonstration plant)가 다수 설립되고 있다. 이하 각장에서는 열펌프 기술의 국제적인 동향과 우리나라의 현실, 보급장애요인 그리고 장래전망을 기술하고 또 열펌프의 보급확대 방 안을 논술하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제31권3호
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• pp.53-58
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• 2002

대부분의 가정용 냉난방겸용 공기조화기(히트펌프)는 실외온도가 $5^{\circ}C$ 이하이고, 습도가 높은 저온고습조건에서 난방운전을 하면 열교환기 표변에 서리가 발생하고, 이로 인해 시스템의 성능이 떨어지게 된다. 이를 방지하기 위하여 어느 일정 조건이나 시간이 되면 히트펌프는 제상운전을 하게 되는데, 보통의 가정용 히트펌프의 경우 난방운전도중에 사이클을 냉방운전으로 전환하여 실외 열교환기의 온도를 높여 줌으로써 제상을 하는 방식 (Cycle reversing method)을 사용하고 있다. 이 방식은 부가적인 제상회로플 구성하 거나 히터를 첨가하는 등의 재료비 증가 없이 제상을 수행한다는 장점이 있으나, 시스템의 에너지 효율 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 소비자의 입장에서 보면 제상운전이 진행되는동안에 따뜻한 바람이 공급되지 않아 쾌적한 공조를 제공받지 못한다는 단점이 있다. 본 자료에서는 먼저 제상방석에 관하여 그 종류와 특정을 알아보고, 최근에 진행되고 있는 착상 지연기술 중 어큐물레이터 내에 히터를 설치하는 방식(Viung C. Mei, et al., 2002, ASHRAE TRANSSACTIONS, V 108, Pt. 1)에 대하여 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.47-51
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• 2017

근래에 들어서 증기 압축식 냉동시스템으로 인한 대기환경 오염문제를 해결하기 위해 국제적 공조의 분위기가 형성되고 있다. 그래서 그 환경오염의 주원인으로 지적되는 CFC 냉매를 대체하는 냉동기술이 큰 주목을 받고 있다. 자기냉동은 물질의 자기열량효과를 이용하여 저온을 생성시키는 방법으로, CFC 냉매를 사용하는 대신에 고체 냉매를 사용함으로써 친환경적인 냉동 기술이라고 할 수 있다. 또한 전력 소모와 소음이 큰 압축기를 사용하지 않고, 자기장의 변화에 따른 재료의 온도 변화를 이용하여 저온부와 고온부의 온도차를 발생시킬 수 있어서 효율적인 냉동시스템으로 간주된다. 본 논문에서는 동심 원통형 Halbach 배열의 영구자석을 이용한 자기냉동장치를 제작하고, 이 장치를 이용하여 실험한 결과를 소개하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1027-1031
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• 2014

외기냉수냉방 시스템은 공조나 산업공정에 사용되는 냉수를 저온의 외기를 이용하여 냉각하는 시스템으로 에너지를 절감하기위해 사용되며, 냉각시스템과 외기와 냉수가 열교환을 하는 드라이쿨러로 구성되어있다. 외기냉수냉방 시스템은 지속적인 냉방이 필요한 곳에 에너지절감효과가 뛰어나나 국내의 경우, 외기냉수냉방 시스템에 설계 기준과 자료가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 상용프로그램 HYSYS를 이용하여, 드라이쿨러를 이용한 외기냉수냉방 시스템의 요소변화에 따른 성능을 비교 분석했으며 그 결과는 다음과 같다. 드라이쿨러의 냉각능력은 외기온도, 요구냉수온도, 열교환기의 LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference, 대수평균온도차)에 따라 변한다. 드라이쿨러는 외기온도가 낮을 수록 그 냉각능력이 증가하며, LMTD가 낮은 드라이쿨러가 LMTD가 높은 것에 비하여 고온의 외기온도에서 사용이 가능하였다. 외기온도가 극히 낮은 지역에서는 글리콜이 함유된 부동액을 사용해야하며 국내의 외기온도를 고려하였을 때, 글리콜농도 34%의 부동액이 적절한 것으로 판단된다. 냉동기에 적용될 작동유체의 경우, R22, R134a, R407C의 압축일을 비교했으며, R134a가 환경관련 규제와 에너지 사용측면에서 우수한 냉매로 사료된다.