• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.326-331
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• 2018

최근 들어 건물이나 데이터 센터의 공조에 기화식 가습기가 널리 사용된다. 일반적으로 가습 효율은 외기 조건에 관계없이 동일하게 적용된다. 하지만 이 부분에 대해서는 확인이 필요하다. 본 연구에서는 일반 건물과 데이터 센터의 설계 온습도 조건에서 일련의 실험을 수행하고 상기 가정이 적절한지를 판단하였다. 실험에 사용된 소자는 cellulose/PET 재질로 깊이 100mm, 200 mm, 300 mm 세 종류이고 전방 풍속 1.0 m/s에서 4.5 m/s 사이에서 수행되었다. 실험 결과 가습 효율은 외기 조건에 따라 차이가 났다. 데이터 센터 ($25^{\circ}C$ DBT, $15^{\circ}C$ WBT) 조건에서 건물 공조 ($35^{\circ}C$ DBT, $21^{\circ}C$ WBT) 조건보다 크게 나타났는데 그 이유는 입구 영역에서 수분 전달 성능의 차이 때문이다. 심지어 건물 공조 조건에서는 입구 영역에서 제습이 일어났다. 또한 공급수 온도가 외기 공기의 습구온도에 근접할수록 가습 효율이 증가함을 확인하였다. 따라서 가습소자의 성능을 적절히 예측하기 위해서는 입구 영역에 대한 해석 모델이 포함되어야 한다. 한편 소자의 두께가 100 mm에서 200 mm로 되면 가습효율이 29% 증가하고 300 mm가 되면 42% 증가한다. 하지만 압력 손실도 47%, 86% 증가한다.

• 설비공학논문집
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• 제29권6호
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• pp.327-340
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• 2017

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2016. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of flow, heat and mass transfer, the reduction of pollutant exhaust gas, cooling and heating, the renewable energy system and the flow around buildings. CFD schemes were used more for all research areas. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results of the long-term performance variation of the plate-type enthalpy exchange element made of paper, design optimization of an extruded-type cooling structure for reducing the weight of LED street lights, and hot plate welding of thermoplastic elastomer packing. In the area of pool boiling and condensing, the heat transfer characteristics of a finned-tube heat exchanger in a PCM (phase change material) thermal energy storage system, influence of flow boiling heat transfer on fouling phenomenon in nanofluids, and PCM at the simultaneous charging and discharging condition were studied. In the area of industrial heat exchangers, one-dimensional flow network model and porous-media model, and R245fa in a plate-shell heat exchanger were studied. (3) Various studies were published in the categories of refrigeration cycle, alternative refrigeration/energy system, system control. In the refrigeration cycle category, subjects include mobile cold storage heat exchanger, compressor reliability, indirect refrigeration system with $CO_2$ as secondary fluid, heat pump for fuel-cell vehicle, heat recovery from hybrid drier and heat exchangers with two-port and flat tubes. In the alternative refrigeration/energy system category, subjects include membrane module for dehumidification refrigeration, desiccant-assisted low-temperature drying, regenerative evaporative cooler and ejector-assisted multi-stage evaporation. In the system control category, subjects include multi-refrigeration system control, emergency cooling of data center and variable-speed compressor control. (4) In building mechanical system research fields, fifteenth studies were reported for achieving effective design of the mechanical systems, and also for maximizing the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included energy performance, HVAC system, ventilation, renewable energies, etc. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which could be help for improving the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment was mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment were related to the analyses of indoor thermal environments controlled by portable cooler, the effects of outdoor wind pressure in airflow at high-rise buildings, window air tightness related to the filling piece shapes, stack effect in core type's office building and the development of a movable drawer-type light shelf with adjustable depth of the reflector. The subjects of building energy were worked on the energy consumption analysis in office building, the prediction of exit air temperature of horizontal geothermal heat exchanger, LS-SVM based modeling of hot water supply load for district heating system, the energy saving effect of ERV system using night purge control method and the effect of strengthened insulation level to the building heating and cooling load.

• 지질공학
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• 제7권3호
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• pp.191-205
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• 1997

백제 시대의 대표적인 문화재들이 다수 출토된 무령왕릉을 포함한 송산리 고분군에 대한 고분벽체의 거동을 장기적으로 계측하여 분석하였다. 본 연구는 송산리 고분군의 안정성을 판단하여 보존대착을 수립하기위한 목적으로 이루어졌으며, 각 고분의 중요지점에 총 11개의 2축 경사변화측정센서를 설치하고 매 20분마다 자동계측하여 약 15개월 동안 (1996년 7월 14일~1997년 9월 30일) 관측을 실시하였다. 무령왕릉의 벽체거동은 연도입구의 호벽이 최대거동을 보여 직각변위(N-S Tilt) 성분이 2.3mm/m/yr로 남쪽방향인 전실쪽으로 거동하고 있는 것으로 밝혀졌다. 무령왕릉 현실 서측벽의 남쪽 등 상감 상부의 벽돌이 1971년 발굴 이후 남쪽으로 기울어진 병형을 보이며 고분구조가 남쪽 방향으로 거동함을 증명하고 있다. 현실 동측벽의 거동 또한 1.523mm/m/yr로 현실 내부로의 거동이 심한편이다. 더구나 우기에는 그 변위가 약 2배에 달하는 것으로 판단되어 고분군 주위의 지반이 침투수에 노출되는 우기에는 고분의 구조안전에 심각한 문제가 있는 것으로 판단된다. 5호분은 전체적으로 벽체의 전후방향 거동이 벽체의 전단방향 변위보다 크게 나타난다. 또한 틸트의 급격한 불연속은 없고 일정한 방향으로 계속적인 미약한 변동을 보이고 있다. 6호분 역시 건기의 최대 거동 수치가 8.8mm/m/yr로써 다른 고분의 우기시의 거동수치를 훨씬 초과한다. 고분벽체의 대.소의 변형 사건은 강수 및 온도변화와 밀접한 관련성이 있는 것으로 밝혀졌다. 온도변화에 의한 벽체거동의 영향은 고분내의 온도가 급격히 상승할 때는 온도가 일정하게 유지될 때보다 거동 비율이 훨씬 크다. 상승했던 온도가 다시 하강되면 벽체는 온도가 상승하기 전의 상태로는 돌아가지 않고 잔여변형을 발생시켜 영구변형으로 남게 되는 이력현상을 보이고 있다. 또한, 무령왕릉 주변의 지하수위 관측 결과 현재 고분축조부지의 배수체계가 원지반보다 불량함을 의미하여, 불량한 배수체계는 고분의 구조안전에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 이와같이 고분군에 발생한 모든 변위들은 발굴 후 인위적인 환경변화와 지속적인 강우침투의 영향과 배수불랴으로 인한 주변지반 및 내벽의 물성치의 저하로 인하여 고분의 내벽에 상당량의 변위가 발생한 것으로 판단된다. 무령왕릉 벽체거동 특성 분석 결과 무엇보다 강우침투 및 지아수유입을 막는 차수대책이 시급하며, 고분내에 있는 제습기에 의한 상승효과흐 제거하여야 할 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-11
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• 2012

관행 이중피복온실과 공기주입 이중피복온실에 대하여 보온, 난방, 환기, 냉방 등 환경조절에 따른 온실내부의 환경변화를 연중 측정하여 온습도 및 광환경 분포특성을 비교분석함으로서 기존 온실의 환경을 개선할 수 있는 방안을 제시하기 위해 수행한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 겨울철 야간에 난방시 공기주입온실과 관행온실의 커튼과 피복재 사이의 온도는 거의 비슷한 값을 보여주고 있어 보온효과는 거의 동일한 것으로 나타났다. 온실내부의 커튼 안쪽의 습도는 난방으로 인해 외부습도보다 낮게 유지되었으나 커튼과 피복재 사이의 습도는 거의 100%로 유지되었다. 주간의 우천시에도 두 가지 온실의 내부온도가 거의 비슷하여 보온효과는 동일한 것으로 나타났다. 주간에 천창환기시 두 온실 모두 일사로 인해 상하방향으로 온도의 편차가 크게 발생하였고, 공기주입온실이 관행온실에 비해 온도가 약간 더 낮기 때문에 환기효과가 더 우수한 것으로 판단된다. 온도분포와 마찬가지로 상하방향으로 습도편차가 크게 발생하였으며, 공기주입온실이 관행온실에 비해 습도가 약간 더 높게 나타나 환기효과가 더 우수한 것으로 판단된다. 야간에 천창환기시에는 두 온실 모두 주간과는 달리 일사가 없기 때문에 온실내부 전체적으로 균일한 온습도분포를 보여주고 있다. 간헐적 포그분사 냉방을 실시하였을 때 두 온실 모두 상하좌우로 비교적 균일한 온습도분포를 보여주었다. 연속 포그분사 냉방을 실시한 경우 전체적으로 균일한 온습도 분포를 보여주었으며, 평균 약 $3.5^{\circ}C$ 정도의 냉방효과가 있는 것으로 나타났다. 커튼과 지붕피복재 사이의 공간에 대한 상대습도와 절대습도의 변화를 분석한 결과 거의 커튼을 닫는 시점에서 피복재의 온도가 노점 온도 이하로 낮아지기 시작하기 때문에 커튼을 닫음과 동시에 제습기를 사용하여 지붕과 커튼 사이 공간의 공기에 함유된 수증기를 제거하면 지붕의 피복재에 발생하는 결로를 억제할 수 있을 것으로 판단된다. 피복재의 사용기간이 경과함에 따라 공기주입온실에 비해 관행온실이 광투과율이 더 감소하는 것으로 나타났다. 이는 온실내부 피복재를 권취식으로 개폐하는 과정에서 먼지와 결로로 인해 오염되기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 피복재의 광투과율이 감소되는 것을 방지하기 위해서는 피복재의 권취식 개폐방식을 지양하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 결론적으로 온실의 이중피복 방법을 공기주입 이중피복형태로 하고 천창을 용마루 위치에 나비형태로 설치한다면 관행 이중피복 온실과 동일한 에너지절감효과를 유지하면서 광투과율을 현저히 개선할 수 있고 환기효율도 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.213-222
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• 2014

자동차 연료용 바이오가스의 고순도 메탄 분리정제를 위해 2단 재순환 분리막 공정을 연구하였다. 2단 재순환 분리막 공정을 개발하기 위해 폴리설폰(Polysulfone) 중공사 모듈을 채택하여 이산화탄소, 메탄의 순수투과도를 측정하였다. 또한 모델 혼합가스를 대상으로 모듈의 메탄농도와 압력에 대해 투과실험을 수행하여 메탄의 농도와 회수율에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과를 토대로 2단 재순환 분리막 파일럿 플랜트를 제작하였으며 현장에서 발생되는 바이오가스를 대상으로 공정변수에 대한 메탄 회수율과 농도에 관한 투과실험을 수행하였다. 제습기와 탈황설비 등의 전처리설비를 거쳐 가스 내의 수분을 500 ppm 이하, 바이오가스내의 황화수소 농도를 20 ppm 이하로 제거하였으며 그 정제된 혼합가스를 대상으로 파일럿 분리막 공정의 막면적비에 따른 운전결과를 알아보기 위하여 1, 2단의 막면적비가 각각 1:1, 1:3, 2:2가 되도록 구성하여 실험을 진행한 결과, 1단의 막면적은 $1m^2$로 동일하고 2단의 면적비가 $1m^2$에서 $3m^2$로 증가하였을 경우 최종 공급유량은 6.6 L/min에서 80.7 L/min로 그리고 메탄 회수율은 메탄순도 95%에서 47.1%에서 92.5%로 증가하였다. 또한, 막 면적비가 1:1로 동일한 경우 전체 면적이 2배로 증가함에 따라서 유량은 6.6 L/min에서 100.8 L/min로 회수율은 47.1에서 88.3%를 나타내었다. 1:3 면적비에서 공급유량이 증가하는 경우, 최종 메탄 순도는 감소하고 메탄 회수율은 증가하는 것을 알 수 있었다. 운전압력이 증가할수록 공급유량은 증가하고 회수율은 다소 감소하는 것으로 나타났다. 실험을 통해 유효막면적, 공급압력과 공급유량의 변화가 공정 성능향상에 중요한 영향을 미친다는 것을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제20권12호
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• pp.844-861
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• 2008

The papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during the year of 2007 have been reviewed. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, ventilation, sanitation and building environments. The conclusions are as follows. (1) The research trends of fluid engineering have been surveyed as groups of general fluid flow, fluid machinery and piping, etc. New research topics include micro nano fluid, micropump and fuel cell. Traditional CFD was still popular and widely used in research and development. Studies about fans and pumps were performed in the field of fluid machinery. Characteristics of flow and fin shape optimization are studied in the field of piping system. (2) The research works on heat transfer have been reviewed in the field of heat transfer characteristics, heat exchangers, and desiccant cooling systems. The research on heat transfer characteristics includes thermal transport in pulse tubes, high temperature superconductors, ground heat exchangers, fuel cell stacks and ice slurry systems. For the heat 'exchangers, the research on pin-tube heat exchanger, plate heat exchanger, condensers and gas coolers has been cordially implemented. The research works on heat transfer augmenting tubes have been also reported. For the desiccant cooling systems, the studies on the design and operating conditions for desiccant rotors as well as performance index are noticeable. (3) In the field of refrigeration, many papers were presented on the air conditioning system using CO2 as a refrigerant. The issues on the two-stage compression, the oil selection, and the appropriate oil charge were treated. The subjects of alternative refrigerants were also studied steadily. Hydrocarbons, DME and their mixtures were considered and various heat transfer correlations were proposed. (4) Research papers have been reviewed in the field of building facilities by grouping into the researches on heat and cold sources, air conditioning and air cleaning, ventilation and fire research including tunnel ventilation, flow control of piping system, and sound research with drain system. Main focuses have been addressed to the promotion of efficient or effective use of energy, which helps to save energy and results in reduced environmental pollution and operating cost. (5) Studies were mostly focused on analyzing the indoor environment in various spaces like cars, old tombs, machine rooms, and etc. in an architectural environmental field. Moreover, subjects of various fields such as the evaluation of noise, thermal environment, indoor air quality and development of energy analysis program were researched by various methods of survey, simulation, and field experiment.

• 설비공학논문집
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• 제28권6호
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• pp.256-268
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• 2016

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2015. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering were carried out in the areas of flow, heat and mass transfer, cooling and heating, and air-conditioning, the renewable energy system and the flow inside building rooms. Research issues dealing with air-conditioning machines and fire and exhausting smoke were reduced. CFD seems to be spreading to more research areas. (2) Research works on heat transfer area were carried out in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the economic analysis of GHG emission, micro channel heat exchanger, effect of rib angle on thermal performance, the airside performance of fin-and-tube heat exchangers, theoretical analysis of a rotary heat exchanger, heat exchanger in a cryogenic environment, the performance of a cross-flow-type, indirect evaporative cooler made of paper/plastic film. In the area of pool boiling and condensing, the bubble jet loop heat pipe was studied. In the area of industrial heat exchangers, researches were performed on fin-tube heat exchanger, KSTAR PFC and vacuum vessel at baking phase, the performance of small-sized dehumidification rotor, design of gas-injection port of an asymmetric scroll compressor, effect of slot discharge-angle change on exhaust efficiency of range hood system with air curtain. (3) In the field of refrigeration, various studies were carried in the categories of refrigeration cycle, alternative refrigeration/energy system, system control. In the refrigeration cycle category, a cold-climate heat pump system, $CO_2$ cascade systems, ejector cycles and a PCM-based continuous heating system were investigated. In the alternative refrigeration/energy system category, a polymer adsorption heat pump, an alcohol absorption heat pump and a desiccant-based hybrid refrigeration system were investigated. In the system control category, turbo-refrigerator capacity controls and an absorption chiller fault diagnostics were investigated. (4) In building mechanical system research fields, eighteen studies were reported for achieving effective design of the mechanical systems, and also for maximizing the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included energy performance, HVAC system, ventilation, and renewable energies, piping in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment was mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment were related to the user and location awareness technology applied dimming lighting control system, the lighting performance evaluation for light-shelves, the improvement evaluation of air quality through analysis of ventilation efficiency and the evaluation of airtightness of sliding and LS window systems. The subjects of building energy were worked on the energy saving estimation of existing buildings, the developing model to predict heating energy usage in domestic city area and the performance evaluation of cooling applied with economizer control. The studies were also performed related to the experimental measurement of weight variation and thermal conductivity in polyurethane foam, the development of flame spread prevention system for sandwich panels, the utilization of heat from waste-incineration facility in large-scale horticultural facilities.